woher kommen Atome?
Ich frage mich immer, dass wenn alles was es hier auf der erde gibt aus atomen besteht, woher kommen dann die Atome? Mein Vater meinte die entstehen oder wie auch immer man das sagt aus den Quarks. wenn das richtig ist, woher kommen dann die Quarks? Vielleicht weiß ja jemand was? LG svea
9 Antworten
Hallo mezzomix!
Ich nehme jetzt mal an, dass Du Deine Frage naturwissenschaftlich gemeint hast und nicht philosophisch. Natürlich kann man auch philosophisch fragen "Warum ist alles und nicht nichts?" Ich verstehe Deine Frage aber mal naturwissenschaftlich: Was sind Atome und wie entstehen die. Und ich werde es etwas vereinfacht beschreiben, denn die Vorgänge werden korrekt wirklich mit sehr komplizierter Physik beschrieben (vor allem der Quantenmechanik). OK?
Also Urknall wurde hier schon ein paar mal genannt. Und ist auch richtig: Alle Materie (also wirklich alles, was Du sehen kannst) ist beim Urknall entstanden. Kurz (also Sekundenbruchteile) nach dem Urkanll war das Universum noch sehr, sehr heiß. In einem so heißen Universum existiert noch keine Materie, nur Energie; die Energie beschreiben Physiker mit dem Begriff "Photon". Ich weiß nicht, ob Du das schon mal gehört hast. Am einfachsten kannst Du Dir darunter Pakete von Energie vorstellen.
Unmittelbar nach dem Urknall hast Du im sehr kleinen, heißen Universum also noch kein Material, sondern diese Energiepakete, die "Photonen" und die saußen rum. Und stoßen zusammen. Und wenn 2 Photonen zusammenstoßen, dann können sie sich auch in Materie umwandeln. Das folgt aus Einsteins berühmter Formel E=mc^2. E steht für die Energie, m für Masse. Masse ist also in der Physik eine Form, in der Energie gespeichert sein kann. Deshalb können bei den Stößen von Energiepaketen elementare Bausteine der Materie entstehen.
Diese elementaren Materiebausteine sind die sogenannten Elementarteilchen. Die Physiker kennen heute 12 Materie-Elementarteilchen, aus ihnen ist alle Materie im Universum aufgebaut. Zunächst stoßen natürlich auch diese neuen Elementarteilchen wieder zusammen im heißen, jungen Universum. Diese Stöße sind noch so energiereich, dass die Teilchen wieder kaputt gehen, sie zerstrahlen wieder zu Energiepaketen, den Photonen - und diese stoßen wieder mit anderen Photonen zusammen und bilden wieder Elementarteilchen, usw. Es ensteht so ein Gleichgewicht.
Aber mit der Zeit dehnt sich das Universum aus und kühlt ab. Wenn dann 2 Elementarteilchen zusammenstoßen reicht irgendwann die Energie nicht mehr dazu, sie im Stoß zu zerstrahlen. Dadurch wird die Materie stabil.
(Nur als Anmerkung: In der Erklärung habe ich der Einfachheit halber unterschlagen, dass Materie/Antimaterie-Paare entstehen, nicht weiter die enzelnen Elementarteilchen unterschieden und wann sie sich genau bilden, also Quark-Ära/Hadronen-Ära/Leptonen-Ära,... mir geht es hier um eine möglichst einfache Erklärung des Prinzips)
Jetzt hast Du also einzelne freie Elementarteilchen im sich ausdehnenden und dabei abkühlenden Universum. Nun ist es so, dass sich die Natur immer im energieärmsten Zustand am wohlsten fühlt. Und für bestimmte, relativ schwere Elementarteilchen - die "up" und "down" Quarks - ist es energetisch günstig, sich zu dritt zusammenzutun. Was dabei entsteht sind Neutronen und Protonen. Schwere, aber eben nicht mehr ganz elemetare Teilchen.
Diese schweren Teilchen bilden bei weiterer Abkühlung des Universums die Atomkerne. Hattet Ihr schon in der Schule wie Atome aufgebaut sind? Falls nicht, eine kurze Erklärung: Ein Atom besteht aus Atomkern und Atomhülle. Der Atomkern ist winzig im Vergleich zur darum herum liegenden Hülle. Trotzdem sitzt hier die ganze Masse unseres Atoms. Wenn Du Dir ein Atom vorstellst, das so groß ist wie ein Fußballstadion, dann wäre der Atomkern etwa so groß wie der Anstoßkreis! Trotzdem, wie gesagt: Hier ist die einzige Stelle, an der so ein Atom wirklich kompakt ist: Der Kern ist vollgepackt mit Neutronen und Protonen, den schweren, nicht mehr ganz elementaren Teilchen, der Entstehung wir gerade betrachtet haben.
In der Atomhülle saußen Elektronen herum. Elektronen sind leichte elementare Teilchen. Auch sie sind beim Urknall entstanden. Sie verbinden sich mit den Atomkernen aus Neutronen und Protonen zu Atomen wegen ihrer elektrischen Ladung: Die Protonen im Kern tragen eine positive elektrische Ladung, die die Elektronen - sie sind negativ geladen - anzieht. Nach außen hin ist das Atom dann elektrisch neutral, wenn es gleich viele Protonen im Kern und Elektronen in der Hülle enthält.
Das einfachste Atom ist Wasserstoff. Es enthält ein Proton im Kern und ein Elektron in der Hülle. Wasserstoff (und das zweitschwerste Element, Helium) ist beim Urknall entstanden. Schwere Elemente (Sauerstoff/Kohlenstoff/Stickstoff, ...) enthalten mehr Protonen im Kern. Sie entstehen bei der Kernfusion im Innern von Sternen aus leichteren Kernen. Diese Atome unseres Körpers stammen also aus Sternen!
Wenn Du Dich weiter informieren willst, Harald Lesch, Professor für Astrophysik in München hat tolle Filmchen zu solchen Themen gemacht. Eine ganze Reihe davon findest Du hier:
http://www.youtube.com/playlist?list=PL325476A6D0F386C4&feature=plcp
Schau doch mal " Was ist ein Atomkern?" "Was ist der Urknall?" oder "Wo war der Urknall?" "Was ist der Casimir Effekt?" an
Mein Tipp: GEOkompakt Nr 29: Der Urknall ...oder wie die Welt entstand. Eine Einführung auf rund 150 Seiten.
Das kann man nicht genau beantworten. Aber vor dem Urknall...
Da gab es Subatomare Teilchen (Elektronen, Protonen, Neutronen usw sind Subatomare Teilchen.).
Aber es war so heiß, dass sich keine Materie bilden kann. Mann kann sich das so vorstellen, als wenn alle Subatomare Teilchen frei umher fliegen. Gold wird bei einer Temperatur von 1.064 Grad flüssig. Ab 2.856 Grad wir es Gasförmig. genauso war es auch vor dem Urknall. Alles flog frei umher.
Aber irgendetwas hat den Urknall ausgelöst.
Das Universum dehnt sich immer weiter aus und wurde kälter, sodass sich Materie bilden konnte.
Proton (Positiv geladen) und das Neutron (Neutral geladen) bilden zusammen den Atomkern. Um den Kern kreist das Elektron. Das Elektron ist Negativ geladen.
Ein Atom hat genausoviele Protonen wie Elektronen. Außer die anzahl der Neutronen sind unterschiedlich. Ein Atom ist Neutral geladen (weil es ja genausoviele Elektronen wie Protonen gibt, das Neutron hat kein einfluss auf die Ladung weil es ja Neutral geladen ist). Außer bei Plasma (4. Aggregatzustand) ist Positiv geladen.
Die Sonne besteht hauptsächlich aus Plasma.
Bei Plasma verschwinden die Elektronen ganz vom Atom weg.
Plasma entsteht bei sehr hoher hitze.
Es gibt auch Negativ geladene Atome, bei den mehr Elektronen als Proton im Atom vorhanden sind und weniger Protonen als Elektronen. Auch Ionen genannt. Bei Ionen (z.B die Positiv geladene Ionen haben immer noch Elektronen, also Ionen bitte NICHT mit Plasma verwechseln. Der unterschied ist, dass Plasma keine Elektronen hat, und Ionen wenigstens paar, aber da mehr Protonen als Elektronen vorhanden sind, ist diese Art von Atom Positiv. Genauso wie Plasma. Aus Ionen besteht z.B. Diamanten.
Wusstest du, dass bei Metall (nehmen wir mal Das Element Au79 (Gold).
Da lösen sich die Elektronen von den Atomen und kreisen um andere Atome. Versetzt man Gold in spannung, gehen die Elektronen in einer bestimmten richtung.
Auch als Strom bekannt.
Wenn noch Fragen offen sind, kannst du gerne Fragen :)
lg, Gebraucht123 :)
Atome bestehen aus Elektronen, Neutronen und Protonen. Protonen bestehen aus 3 Quarks. Atome bzw. die Bestandteile davon, entstehen wenn Energie sich in Materie umwandelt. Man vermutet, dass dies Aufrund eines Higgs-Teilchens geschieht, allerdings hat dies etwas mit sehr hoher Physik zu tun.
Und irgendwann kommt der Punkt, ab dem der menschliche Verstand es nicht mehr erklären kann, da kommt dann "Gott" ins Spiel.
schon klar. Wenn die Wissenschaft nicht erklären kann warum Atome da sind, hat sie versagt. Aber wenn die Religion nicht erklären kann, warum Gott da ist dann ist, dann formuliert man dieses Problem mit anderer Rhetorik neu und alles andere ist Blasphemie. Das erinnert mich an die Sony-Werbung. Das kleine Kind stellt sich ebend vor, dass im Handy lauter Roboter sind. Ist klar, Roboter kann er ja auch nicht erklären, hat sich aber damit abgefunden und erklärt etwas unverständliches mit etwas anderem unverständlichen, dass er schon lange nicht mehr hinterfragt.