Themenspezial

Vom Urknall zur Erde

Knapp 14 Milliarden Jahre ist es her, da ist etwas vollkommen Unvorstellbares geschehen: Buchstäblich aus dem Nichts ist unser Universum hervorgegangen: Raum, Zeit und Materie existieren erst seit diesem Augenblick – so beschreiben es jedenfalls die meisten astronomischen Theorien. Von diesem denkwürdigen Augenblick bis zum Universum, so wie wir es jetzt kennen, war es ein langer Weg. Zunächst wirbelten nur einige Elementarteilchen durch den entstehenden Raum. Die ersten Galaxien entstanden nach 300 Mio. Jahren. Erst nach rund 9 Milliarden Jahren entwickelte sich unser Sonnensystem. Weitere 4,7 Milliarden Jahre zog die Erde unbewohnt ihre Kreise um die Sonne, bis sich schließlich die Menschheit entwickelte. Nach den Maßstäben des Universums ist unsere Zeit auf der Erde allerdings knapp bemessen: In rund 7,5 Milliarden Jahren, wenn die Sonne ihren Wasserstoffvorrat verbraucht hat, bläht sie sich zum „Roten Riesen“ auf – das wird das Ende des Lebens auf der Erde sein. Etwa weitere drei Milliarden Jahre später schrumpft sie dann zu einem „weißen Zwergstern“ zusammen.

Wie entwickelt sich das Universum weiter?

Ist die Erde der einzige bewohnte Planet im Universum?

Nicht so spekulativ wie die Theorie vom Urknall, aber nicht weniger spannend ist die Suche nach so genannten Exoplaneten. Diese Himmelskörper kreisen um andere Sonnen als unsere eigene, und da sie nicht wie Sterne leuchten, sind sie nur schwer zu entdecken. 1990 wurde der erste Exoplanet aufgespürt, heute sind gut 700 bekannt. Besonders interessant sind für die Wissenschaftler erdähnliche Planeten, auf denen sich wie bei uns Leben entwickelt haben könnte. „Die Chancen, dass sich noch anderswo im Universum Leben entwickelt hat, stehen sehr gut“, schätzt Sternwartenleiter Steinrücken. „Mindestens jeder zweite Stern hat ein Planetensystem – da wird es sicher auch welche geben, die den richtigen Abstand zur Sonne haben und auf denen es Wasser in flüssiger Form gibt.“ Ob sich unter solchen Bedingungen grundsätzlich Leben entwickelt, kann allerdings die moderne Wissenschaft nicht beantworten. „Wir kennen nur einen einzigen Planeten, auf dem das geschehen ist, nämlich unseren eigenen. Dieser eine Fall reicht nicht, um statistisch auf die Gesamtheit zu schließen. Vieles deutet aber darauf hin, dass wir im Universum gar nichts Besonderes sind.“ Erst im Dezember 2011 veröffentlichte die NASA den Fund des bisher erdähnlichsten Exoplaneten Kepler-22b. Auf die erste Begegnung mit den Keplerianern brauchen wir uns wohl trotzdem noch nicht vorzubereiten – uns trennen rund 600 Lichtjahre vom Kepler-22-Sternensystem. Eine mathematische Antwort auf die Frage, wie wahrscheinlich es ist, dass es in unserer Galaxie noch anderes intelligentes Leben gibt, hat bereits 1961 der amerikanische Astrophysiker Frank Drake vorgeschlagen. Seine „Drake-Gleichung“ berücksichtigt sieben Faktoren, unter anderem Sternentstehungsraten, die Anzahl der Exoplaneten oder Daten zur Atmosphäre. Leider sind zu den meisten Faktoren bestenfalls grobe Schätzwerte bekannt. Gute Erklärungen und einen Beispielrechner bietet die deutsche SETI („Search for Extraterrestrial Intelligence“)-Seite:
http://www.seti-germany.de/drake/gleichung.html

Dimensionen und Maßstäbe im All

Einmal nach Australien reisen: Nach irdischen Maßstäben ist die rund 13.500 km lange Reise bereits eine große Distanz. Würde man dieselbe Strecke senkrecht in Richtung Weltall zurücklegen, hätte man am Ende gerade erst die Exosphäre, die äußerste Schicht der Erdatmosphäre hinter sich gelassen. Allein der Mond ist in seiner erdnächsten Position rund 363.300 km von der Erde entfernt. Das entspricht in etwa dem 27-fachen der Entfernung von Deutschland nach Australien. Und auch das sind nur Katzensprünge in den Dimensionen unseres Sonnensystems. Die Venus, der uns am nächsten liegende Planet, ist in ihrer erdnächsten Stellung rund 40 Millionen km entfernt. Der Mars – unser zweiter Nachbarplanet – kommt nie näher als 56 Millionen km an die Erde heran.

Maßeinheiten: astronomisch und erdverbunden zugleich

Selbst die Distanzen innerhalb unseres Sonnensystems zeigen, dass unsere an der Erde orientierten Längenmaße zu klein sind für das All. Trotzdem zeigen die Einheiten, die Astronomen stattdessen verwenden, wie sehr wir der Erde verhaftet sind: Zum Beispiel werden Umfang und Masse von Planeten häufig in „Erdradien“ und „Erdmassen“ angegeben. Und eine „Astronomische Einheit“ (AE), ein wichtiges astronomisches Maß für Entfernungen, ist nichts anderes als der mittlere Abstand von der Erde zur Sonne: rund 149,6 Millionen km.