woher kommen Atome?

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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

Danke für das Sternchen, ich freu mich

=D

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es gibt sie nicht - die weltenformel für die schöpfung -- und solange es sie nicht gibt, können wir nur wild spekulieren - suche dir irgend eine der vielen erklärungen aus und glaube oder zweifle, besser noch, finde die weltenformel oder wende dich den religionen zu

Mein Tipp: GEOkompakt Nr 29: Der Urknall ...oder wie die Welt entstand. Eine Einführung auf rund 150 Seiten.

materie entsteht, wenn energie auf information trifft --> urknall...
was da genau passiert ist, kann man nur vermuten.
elemente bilden sich durch kernfusion zB in einer supernova

Dies ist eine philosophische Fragestellung, auf die es im Grunde nie eine Antwort geben wird. Immer wenn man etwas Existierendes auf etwas anderes früher Existierendes zurückführt, kann man immer weiter fragen : "Und woher kam dann das, und warum?"

Wir wissen es auch nicht. Jedenfalls geht es hierbei um Vorgänge, die vor Jahrmilliarden stattgefunden haben und deswegen nicht direkt beobachtbar sind.

Da kan man den Physikern auch keinen Vorwurf machen. Sie bemühen sich ja redlich, mit ihren milliardenteuren Teilchenbeschleunigern grundsätzliche Fragen über die Zusammensetzung und Herkunft der Materie zu lösen. Andererseits bekommen sie dann zuhören, dass sie mit diesen Forschungen nur sinnlos Geld verschwenden.

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