Mit dem Thema: Dunkle Materie, Schwarze Löcher und Co Absurditäten im Kosmos, Teil 2.

1 SÜDWESTRUNDFUNK SWR2 AULA - Manuskriptdienst (Abschrift eines frei gehaltenen Vortrags) Dunkle Materie, Schwarze Löcher und Co. - Absurditäten im Kosmos (2) Autor und Sprecher: Professor Harald Lesch * Redaktion: Ralf Caspary Sendung: Sonntag, 7. November 2010, 8.30 Uhr, SWR2 Bitte beachten Sie: Das Manuskript ist ausschließlich zum persönlichen, privaten Gebrauch bestimmt. Jede weitere Vervielfältigung und Verbreitung bedarf der ausdrücklichen Genehmigung des Urhebers bzw. des SWR. Mitschnitte auf CD von allen Sendungen der Redaktion SWR2 Wissen/Aula (Montag bis Sonntag 8.30 bis 9.00 Uhr) sind beim SWR Mitschnittdienst in Baden-Baden für 12,50 erhältlich. Bestellmöglichkeiten: 07221/929-6030 Kennen Sie schon das neue Serviceangebot des Kulturradios SWR2? Mit der kostenlosen SWR2 Kulturkarte können Sie zu ermäßigten Eintrittspreisen Veranstaltungen des SWR2 und seiner vielen Kulturpartner im Sendegebiet besuchen. Mit dem kostenlosen Infoheft SWR2 Kulturservice sind Sie stets über SWR2 und die zahlreichen Veranstaltungen im SWR2-Kulturpartner-Netz informiert. Jetzt anmelden unter 07221/300 200 oder swr2.de SWR 2 Wissen können Sie ab sofort auch als Live-Stream hören im SWR 2 Webradio unter www.swr2.de oder als Podcast nachhören: http://www1.swr.de/podcast/xml/swr2/wissen.xml Ansage: Mit dem Thema: Dunkle Materie, Schwarze Löcher und Co Absurditäten im Kosmos, Teil 2. SWR2 AULA vom 07.11.2010 Dunkle Materie, Schwarze Löcher und Co. - Absurditäten im Kosmos (2) Von Prof. Harald Lesch

Der Astrophysiker Harald Lesch zeigt heute, warum wir unsere gesamten Existenz Sternenleichen zu verdanken haben, und warum wir letztlich in Sternen erbrütet wurden was ja eine sehr romantische Vorstellung sein kann. Im zweiten Teil der Aula geht es um solche wundersamen Geburtsvorgänge, es geht darüber hinaus aber auch um sehr schwer zu erklärende Phänomene wie: dunkle Materie, dunkle Energie und das sehr dunkle schwarze Loch. Das alles deutet auf Geheimnisse im Universum, die für die moderne Naturwissenschaft im Moment jedenfalls nicht zu entschlüsseln sind. Harald Lesch: Das Universum ist unglaublich leer. Aber in diesem riesigen Meer der Leere gibt es Inseln, klar, sonst gäbe es diese Sendung nicht. Die Sendung gibt es ja nur, weil es den Südwestrundfunk gibt. Der Südwestrundfunk ist eine materielle Struktur, die auf dem Planeten Erde existiert, der Planet Erde existiert, weil die Sonne ihn mit ihrer Schwerkraft nicht nur festhält, sondern in den frühen Phasen wahrscheinlich dafür verantwortlich war, dass es die Planeten überhaupt gibt. Sonst hätte sich keine Gasscheibe gebildet usw. Und die Sonne gibt es ja nur, weil es vorher schon andere Sterne gab. Die Sonne ist ein Stern der dritten Generation, Material, das einfach übrig geblieben ist. So wie Sie und ich übrigens auch. Wir bestehen zu 92 % aus Sternenresten. Wenn nämlich Sterne explodieren, dann werden ihre schweren Elemente ins Weltall hinausgeblasen mit einer affenartigen Geschwindigkeit von bis zu 20.000 km pro Sekunde. Und wenn dieses schwere Material das meiste ist Wasserstoff und Helium, dazu kommen Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Flor, Calcium, Eisen usw. hinaus in den interstellaren Raum geblasen wird, dann trifft es möglicherweise auf eine Gaswolke, die gerade ein bisschen dichter ist als die Restumgebung, dann schlägt die Gravitation zu, und es bilden sich Dinge. Im Meer der Leere des Universums existieren deshalb also Dinge. Und die müssen ja irgendwie dahin gekommen sein. Eine Sorte von denen, die es da draußen gibt, sind zum Beispiel die Sterne. Unsere Sonne ist ein Stern, es gibt noch viele andere Sterne, wunderschöne Sterne, die man vor allen Dingen nachts beobachten kann. Die Sonne ist ein ganz normaler Stern, sie ist eine Gaskugel, die unter ihrem eigenen Gewicht zusammenbrechen möchte und dadurch in ihrem Innersten eine so hohe Dichte erreicht, dass die Atomkerne miteinander verschmelzen. Eigentlich, so könnte man meinen, geht das gar nicht. Denn in der Schule haben wir gelernt, Atomkerne sind positiv geladen und positiv und positiv stößt sich ab. Deshalb können zwei Atomkerne gar nicht miteinander verschmelzen. Da würde ich zähneknirschend sagen: Ja, stimmt, ist aber nicht ganz richtig. Denn es gibt die Quantenmechanik, und da sind die Teilchen keine Teilchen mehr im Sinne von Billardkugeln, sondern sie haben so etwas wie Welleneigenschaften. Deswegen können sie sich überlagern. Und weil sie sich überlagern können, kann es unter bestimmten Bedingungen dazu kommen, dass zwei positiv geladene Teilchen, die sich eigentlich abstoßen müssten, unter dem Einfluss einer weiteren Kraft, die stärker ist als die elektromagnetische Abstoßung, sich zu einem neuen Atomkern

formieren. Das nennt man Tunneleffekt. Dieser Effekt führt dazu, dass in der Sonne zum Beispiel Wasserstoffatome miteinander verschmelzen. Obwohl das nach klassischer Physik eigentlich gar nicht funktionieren kann die Quantenmechanik macht es möglich. Die Energie, die bei der Verschmelzung der Atomkerne im Inneren eines Sterns frei wird, will naturgemäß nach außen, drückt also quasi nach oben an die Sternoberfläche, von der Sternoberfläche herunter drückt die Gravitation, und solange diese beiden Kräfte, die Energie, die durch die Kernfusion frei wird, und die Schwerkraft, in der Balance sind, hat man Sterne. Es gibt große Sterne, kleine Sterne, blaue, rote, grüne, gelbe Sterne, was immer Sie wollen, Hauptsache im Inneren findet die Kernfusion statt. Große Sterne leben kürzer, weil der Druck auf die Kernfusionsanlage im Inneren eben höher ist. Diese großen Sterne sind genau diejenigen, die am Ende ihres Lebens explodieren. Das Material, das sie erbrütet haben, umfasst das gesamte Periodensystem. Unsere Sonne hat ja erst 4,56 Milliarden Jahre auf dem Buckel, das Universum ist 13,7 Milliarden Jahre alt es gab also eine Zeit, in der es noch keine Sonne gab. Aber schon Sterne. Und die haben genau das Material erzeugt, aus dem Sie und ich und alles Mögliche auf diesem Planeten gemacht worden ist. Die Sterne selbst sind angeordnet in Galaxien. Das ist das Absurdeste, was es überhaupt gibt. Sie haben bestimmt schon Bilder vom Weltraum gesehen. Seit es das Hubble-Weltraumteleskop gibt, werden ja Kalender mit tollen Weltraumbildern gedruckt. Und viele dieser Bilder zeigen Galaxien. Sterne gibt es nur als blaue heiße, rote kalte und gelbe mittelwarme. Sie sind Gaskugeln und sehen alle gleich aus: rund wie eine Kugel, weil die Gravitation sie abgerundet hat. Das ist übrigens der Grund, weshalb manche Asteroiden nicht rund sind. Die sind nicht schwer genug. Auf diese Art und Weise kann ich Ihnen mal eben kurz erklären, wie das funktioniert: Die eigene Schwerkraft muss groß genug sein, um die Formung zu erzeugen. Ansonsten werden sie nicht groß genug. Und so bleibt der Asteroid eben eine Kartoffel, er ist nicht schwer genug. Das ist übrigens bei den Galaxien ganz ähnlich. Da kommen wir gleich drauf. Galaxien sind ja eine Anhäufung von Sternen. Es gibt runde Galaxien, große elliptische Galaxien, die befinden sich in den Zentren von Galaxien-Haufen. Riesige Monster werden sie von den Astronomen genannt, weil die nämlich so riesig groß und so schwer sind, dass sie andere Galaxien auffressen. Sie verschwinden eben diesen elliptischen Galaxien. Das muss früher ein einziges Fressen und Gefressenwerden gewesen seien. Sie wissen ja, früher war das Universum kleiner. Und zwar deutlich kleiner. Als die ersten Galaxien entstanden sind, war das Universum ungefähr 500 Millionen Jahre alt. Und weil die Gravitation der einzelnen Galaxien untereinander wirkt, so verschmolzen kleine Galaxien zu immer größeren, in deren Mitte, wo sich schon die meiste Materie angesammelt hatte, noch immer mehr hinfloss. Elliptische Galaxien sind also entstanden durch die Verschmelzung unglaublich vieler kleiner Galaxien. Neben den riesigen elliptischen Galaxien gibt es auch schöne feine Spiralgalaxien, in Form von Scheiben. Sie werden vielleicht denken, eine elliptische Galaxie sieht so rund aus, die dreht sich bestimmt wie verrückt. Nein, sie dreht sich nur sehr langsam.

Bei einem Körper, der sich richtig schnell dreht, bei dem wird der Äquator durch die Fliehkraft, die durch die Rotation entsteht, immer breiter. Das kann man sich ja vorstellen: Eine Gaswolke kollabiert unter ihrem eigenen Gewicht, dreht sich aber wie verrückt, dann wird natürlich genau in der so genannten äquatorialen Ebene die Fliehkraft, die so genannte Trägheitskraft, die mit der Rotation zusammenhängt, das Ganze auseinanderziehen. Und so sind die Scheibengalaxien diejenigen, die sich wahnsinnig schnell drehen, teilweise mit bis zu 300 km pro Sekunde rasen die Sterne um das Zentrum herum. Aber was ich Ihnen hier erzähle, wissen Sie ja eigentlich alles schon. Sie haben ja die Bilder vom Hubble-Teleskop gesehen und kennen die Vielfalt des Weltraums. Aber dass es diese Galaxien überhaupt gibt, verdanken wir einer Form von Materie, von der bis jetzt überhaupt noch nicht die Rede war. Bisher habe ich nur von leuchtender Materie gesprochen. Die Sterne leuchten und strahlen. Wie kommt die Strahlung zu Stande? Kernfusion. Wenn man dann aber die Galaxien näher betrachtet und beobachtet, wie das Licht sich bewegt, da gerät man doch ins Grübeln. Wie bewegt sich nun Materie? Nur Massen können Massen bewegen. Wenn eine Masse sich bewegt, dann muss eine andere Masse da sein, die sie bewegt. Das mal vorab. Demnach dürften Galaxien-Haufen aber gar nicht existieren, weil Galaxien sich mit so hoher Geschwindigkeit bewegen, dass man sich fragen muss, welche Masse diese Haufen eigentlich zusammen hält. Die leuchtende Materie ist es sicher nicht, die reicht nicht aus, da fehlt ein Faktor 10, vielleicht sogar 20. Man beobachtete also die Bewegungen in den Galaxien-Haufen und stellte fest, elliptische Galaxien sind häufig umgeben von sehr, sehr heißem Gas. Jetzt wissen wir natürlich alle aus der Küche, warme Luft steigt nach oben. Mit dem oben und unten ist das im Weltall zwar ein Problem, aber man kann immer sagen, heißes Material ist weiter vom Zentrum eines Gravitationsfeldes entfernt als kaltes. Warum? Heiß bedeutet hohe Temperatur, hohe Temperatur bedeutet Energie. Also wenn man wenig Energie hat, ist man nahe am Zentrum eines Gravitationspotenzials; hat man hohe Energie, dann ist man weiter weg. Nun kann man sich sogar fragen, wie viel Energie braucht man, um einem Gravitationspotenzial zu entfliehen. Ein Beispiel: Wenn man hier von der Erde weg will, muss man 11,2 km/s haben. Sonst bleibt man im Gravitationsfeld gefangen. So kann man sich natürlich auch fragen, was für eine Temperatur darf denn ein Glas haben, das sich um eine elliptische Galaxie herum befindet. Sie wissen, Temperatur hat etwas mit kinetischer Energie zu tun, also mit Bewegungsenergie. Wenn also hohe Temperaturen in einem Gas da sind, dann haben die Teilchen eine hohe Bewegungsenergie, und das heißt, man kann sich fragen, dürfen diese Teilchen überhaupt durch das noch da sein? Nein, dürften sie nicht. Sie müssten schon längst weg sein. Denn die leuchtende Materie kann sie nicht halten. Stimmt also etwas nicht mit den Vorstellungen der Physiker von Gravitation? Warum sind die Teilchen immer noch da? Man muss also eine Hypothese aufstellen, die Hypothese von dunkler Materie. Das Problem mit der dunklen Materie ist, dass sie ganz anders als alles andere ist, was wir bisher kennen gelernt haben: Galaxien, Sterne, Planeten, alles, was wir mit den Augen sehen können, ist richtiges Material so wie Sie und ich. Wir reagieren

auf Licht. Wir erwärmen uns durch Licht, wir verschlucken Licht, durch uns kann man nicht einfach hindurch gucken auch wenn man sich das bei dem einen oder anderen Zeitgenossen manchmal wünschen mag. Also das Licht wird von Materie gestoppt. Normalerweise. Von der dunklen Materie wird das Licht aber nicht gestoppt, denn man sieht die Galaxien ja. Wenn es wirklich zehnmal mehr dunkle als leuchtende Materie gibt, dann darf diese dunkle Materie mit Strahlung, also mit elektromagnetischen Wellen, überhaupt keine Wechselwirkung eingehen. Das war eine einigermaßen überraschende Erkenntnis: Der größte Anteil der Materie im Universum ist gar nicht sichtbar. Man muss sich das noch einmal klarmachen: Das Universum ist eigentlich leer. Aber dieses Meer der Leere enthält Inseln der Materie. Die leuchtende Materie ist quasi nur die Spitze des leuchtenden Eisbergs. Das wirkliche materielle Universum besteht größtenteils aus dunkler Materie, von der man anfangs gar nicht wusste, aus was sie bestehen könnte. Heutzutage gibt es natürlich schon Theorien darüber. In der Schweiz am CERN, am Large Hadron Collider, ist man zum Beispiel dabei, nicht nur nach den berühmten Higgs-Teilchen zu suchen, sondern auch nach Hinweisen darauf, dass es eine Theorie hinter der Theorie geben könnte. Diese neue Theorie heißt Super-Symmetrie, abgekürzt Susy. Die würde vorhersagen, dass es eine bestimmte Form von Teilchen gibt, zum Beispiel so genannte Neutralenos, die die Rolle der dunklen Materie im Universum übernehmen könnten. Das wäre natürlich toll. Denn das würde unsere These bestätigen, dass das ganz Kleine mit dem ganz Großen zusammenhängt. Als das Universum noch so klein war, dass es sehr hohe Energien hatte, dann müsste die Elementarteilchenphysik damals auch schon zum Tragen gekommen sein. Also können wir ausrechnen: Sagen wir mal, wir sind circa 10-20 Sekunden am Universum dran, das ist ganz nah am Beginn des Universums (10-20 sind eine Trillionstel Sekunde), was für eine Temperatur hätte da geherrscht? Wäre da die Supersymmetrie, also die Vereinigung aller Kräfte, schon irgendwie der Fall gewesen? Dann wäre damals die dunkle Materie entstanden. Wunderbar. Also es gibt noch ein großes Forschungsfeld. Die Vorstellung ist trotzdem merkwürdig. Bis dahin hatte man doch gedacht, so ein Material wie Sie und ich, das ist doch das Richtige im Universum. Aber das ist nicht so. Man hatte sich überlegt, dunkle Energie warum rede ich eigentlich von dunkler Energie? Das liegt am Gehirn eines Astronomen, denn die wirkliche Herausforderung ist weniger die dunkle Materie, dafür hat man eine Arbeitshypothese gefunden. Nein, die wirkliche Herausforderung ist eine Form von Energie, die das Universum durchsetzt und von der wir keine Ahnung haben, aus was sie besteht. Sie treibt das Universum auseinander. Aber das ist nochmal eine andere Geschichte, auf die ich nicht weiter eingehen will. Ich möchte zur dunklen Materie zurückkommen: Gerade weil man eine Art Betriebsanleitung hat, weil man jetzt weiß, das kann nur Material sein, von dem wir noch nicht genau wissen, was es ist, hat man einen klaren Forschungsaspekt. Bei der dunklen Energie ist das viel schwieriger. Man würde doch immer sagen, ich habe die Bücher von A, B, C, D und Einstein gelesen und weiß e = mc 2, also entspricht Energie einer Materie, einer Masse. Und da Masse mit Gravitation zusammenhängt, müsste doch die Expansion des Universums durch anwesende Energieformen grundsätzlich abgebremst werden. Denn Gravitation

hemmt die Expansion. So kann man argumentieren. Und das ist gar nicht falsch. Aber es ist nicht vollständig. Es kann auch Energieformen geben, die ganz anders sind. Die haben quasi Druck- Eigenschaften, und zwar geht es um negativen Druck. Aber kommen wir zurück zu Dingen, von denen wir etwas verstehen. Denn bei der dunklen Energie sind wir noch nicht viel weiter gekommen. Wo wir aber weiter gekommen sind, ist bei der Diskussion um die dunkle Materie. Da war ja die Vorstellung und ich komme jetzt noch mal zu den merkwürdigen Seiten des materiellen Universums dunkle Materie könnten auch aus ausgebrannten Sternen repräsentiert werden. Sie muss ja nicht unbedingt aus Elementarteilchen bestehen. Vielleicht gab es früher mal so viele Sterne, von denen wir heuten keine mehr sehen. Warum können es nicht diese Objekte sein? Dann hat man herausgefunden, davon gibt es viel zu wenig. Aber es gibt diese Sternen-Leichen natürlich. Ein Stern wird geboren in einer Gaswolke und am Ende stirbt er. Deswegen hatte man immer gedacht, Sternen-Leichen, schwarze Löcher, Neutronensterne, ausgekühlte weiße Sterne könnten vielleicht auch noch etwas sein. Aber hier kommt man zu den Grenzen der Erkenntnis. Wenn Materie unter ihrem eigenen Gewicht zusammenfällt bei einem Stern kann das passieren, wenn er sagen wir mal 20 mal schwerer als die Sonne ist dann gibt s Chaos: Wasserstoff wird zu Helium, Helium wird zu Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, am Ende hat man jedenfalls eine Eisenkugel im Kern, drum herum Zwiebelschalen, in denen alle möglichen Elementen des Periodensystems erbrütet werden. Ja, schlagen Sie ruhig Ihr Chemie-Buch mal wieder auf. Fast alle schweren Elemente werden in Sternen erbrütet. In Sternen wird auch Helium erbrütet, aber am Anfang gab es im Universum praktisch nur Wasserstoff und Helium, ein bisschen Lithium gegen die Depressionen, ein bisschen Beryllium und Bor, das war s. Danach war das Universum zu kalt, um noch weitere Elemente zu generieren. Deswegen entstand alles in den Sternen, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Fluor usw., und wenn der brütende Stern dann beim Eisen angekommen ist, ist es aus. Dann wird keine Energie mehr freigesetzt. Aber wie Sie wissen, gibt es noch schwerere Elemente als Eisen. Das stimmt, aber die entstehen nur dann, wenn der Stern unter seinem eigenen Gewicht zusammenfällt, die Materie also wirklich komprimiert wird. Wo liegt aber die Grenze dieser Kompression? Gibt es eine Naturgesetzlichkeit, die sagt, wann Schluss ist? Ja, die gibt es in der Quantenmechanik. Die Quantentheorie macht eine klare Aussage darüber, dass man Teilchen einer bestimmten Sorte nicht beliebig zusammenpressen kann. Das Ganze geht auf den grandiosen Physiker Wolfgang Pauli zurück, der diesen Vorschlag quasi aus dem Bauch heraus gemacht hat und erst später bewiesen hat. Das ist eine grandiose Geschichte, wie jemand eine Hypothese aufstellt, aus einer Hypothese wird eine Theorie, aus dieser Theorie kommt eine Vorhersage heraus, und dann hat man nachgeguckt und festgestellt, Mensch, Pauli, grandios. Und was dabei herauskommt, ist: Wenn ein Stern unter seinem eigenen Gewicht zusammenfällt, gibt es zunächst eine Grenzmasse. Nehmen wir unsere Sonne als Beispiel: Die wird eines Tages, in ein paar Milliarden Jahren, unter ihrem Gewicht zusammenfallen. Am Ende wird eine Kugel übrig

bleiben mit einer Größe von etwa 10.000 km, ein weißer Zwerg. Er wird ziemlich hell sein, er wird abkühlen und fertig. Bis dahin müssen wir das Sonnensystem verlassen haben. Wenn ein Stern viel größer ist und ein Überrest von bis zu 2,8 Sonnenmassen, dann wird das Material noch viel dichter, weil nämlich die Elektronen zusammen mit den Protonen Neutronen erzeugen werden. Dann wird aus einem riesigen Stern, der vielleicht einmal Millionen von Kilometer groß war, ein Neutronenstern, der nur 10 der 20 Kilometer groß ist. Das sind häufig Überreste von Supernova-Explosionen. Stellen Sie sich einmal vor, dass ein Kubikzentimeter von diesem Material so schwer wie alle Menschen auf der Erde zusammen ist. Und wenn das noch schwerer wird, bleiben am Ende die schwarzen Löcher übrig. Aus denen kommt gar nichts mehr heraus. Weiße Zwerge sind Sternenleichen, Neutronensterne sind Sternenleichen, und die toteste Form aller Sternenleichen sind schwarze Löcher. Wenn Materie unter ihrem eigenen Gewicht komplett so zusammenbricht, dass überhaupt nichts mehr von der Sternenleiche zu sehen ist, hat sich Materie so verdichtet, dass man nicht einmal sagen kann, was für Eigenschaften das Material hat. Von weißen Zwergen weiß man immerhin, dass vieles der Quantenmechanik gehorcht, man kann Temperaturen ausrechnen und Vorhersagen machen. Wunderbar. Die sind halt sehr heiß am Anfang und kühlen dann ab. Selbst von Neutronensternen weiß man ein bisschen was, zum Beispiel wie stark die Magnetfelder sind oder wie hoch die Temperaturen. Wunderbar. Aber von den schwarzen Löchern weiß man gar nichts. Und selbst dann, wenn quadratkilometerweise Literatur veröffentlicht wird, was sich in schwarzen Löchern alles abspielen könnte, das können Sie alles in die Tonne treten. Man weiß überhaupt nichts darüber. Die Dichte, also die Masse pro Volumen, vom schwarzen Loch, ist umgekehrt proportional zum Quadrat der Masse. Wenn also ein schwarzes Loch immer schwerer wird, weil es immer mehr Material zu sich gezogen hat, dann wird die Dichte immer kleiner. Wenn ein schwarzes Loch zum Beispiel 1 Milliarde Sonnenmassen hat, dann ist das Material, wenn wir es von außen nach innen extrapolieren, so dicht wie das Streu im Hamsterkäfig. Das kann man ausrechnen. Das kann doch nicht wahr sein. Ich meine, da innen drin muss doch die Gravitation wirksam sein. Also irgendetwas stimmt da nicht. Man sieht hier die Begrenzung unserer Möglichkeiten. Die Sternenleichen leben dann quasi ihr eigenes Leben. Auch gerade der Innenraum von schwarzen Löchern. Man weiß nicht, mit was man es zu tun hat. Dunkle Materie muss aus Material bestehen, das ganz anders ist als Sie und ich. Das ganze Universum ist anders als Sie und ich. Es ist riesig, es ist leer, es ist alt, es ist unglaublich. Anders kann man es eigentlich nicht formulieren. Und trotzdem gibt es in diesem Meer der Leere Inseln, auf denen und in denen etwas ganz Irrsinniges passiert ist: Sterne, Galaxien, auch die Sternenleichen und die Galaxienhaufen das ist alles strunzdumme Materie. Die ist sich ihrer selbst nicht bewusst. Sie weiß nichts von sich. Sie funktioniert entsprechend den Naturgesetzen. Und dann entwickelt sich, zumindest gilt das für einen Planeten, eine Materieform, die von den Sternen kommt und letztlich sogar von der gesamten kosmologischen Entwicklung des Universums abhängig ist, die anfangen kann, über sich selbst

nachzudenken, die von sich weiß, die von der Geschichte des Universums weiß, die weiß, dass vor ihr schon etwas da gewesen ist. Das finde ich unglaublich, dass in all diesem irrsinnigen, absurden, in diesem riesigen, leeren, kalten, in diesem unglaublich merkwürdigen Universum es mindestens eine Insel gibt, die so fantastisch ist wie unser Planet, auf dem sich eben genau diese Geschichte des Lebens vollzogen hat. Bis hin zu einem Gehirn, das sich Fragen nach dem ganzen Universum stellen kann. Einen größeren Kreisgang kann ich mir nicht vorstellen. Und eine größere Geschichte eigentlich auch nicht. Wahnsinn. Und diese Sternen-Leichen gibt es überall im Universum. Weiße Sterne kühlen ab, Neutronensterne machen sich für eine Weile als Pulsare bemerkbar, also als blinkende Radiowellen. Als man die 1967 entdeckt hat, dachte man, das wären kleine grüne Männchen, also Außerirdische. Das sind sie aber nicht, das sind einfach rotierende Magnete, die Strahlung abgeben. Und es gibt jede Menge schwarze Löcher. Das ist ja das Irrwitzigste, dass sich Materie derart verdichten kann, dass sie aus dem von ihr selbst geschaffenen Schlamassel nicht mehr herauskommt. Das ist der Wahnsinn. Weiße Zwerge sind Sternenleichen, Neutronensterne sind Sternenleichen, und die toteste Form aller Sternenleichen sind schwarze Löcher. Wenn Materie unter ihrem eigenen Gewicht komplett so zusammenbricht, dass überhaupt nichts mehr von der Sternenleiche zu sehen ist, hat sich Materie so verdichtet, dass man nicht einmal sagen kann, was für Eigenschaften das Material hat. Von weißen Zwergen weiß man, das unterliegt der Quantenmechanik, man kann Temperaturen ausrechnen und Vorhersagen machen. Wunderbar. Aber von den schwarzen Löchern weiß man gar nichts. Und selbst dann, wenn quadratkilometerweise Literatur veröffentlicht wird, was sich in schwarzen Löchern alles abspielen könnte, das können Sie alles in die Tonne treten. Man weiß überhaupt nichts darüber. Und es gibt viel Unerklärliches. Die Dichte, also die Masse pro Volumen vom schwarzen Loch, ist umgekehrt proportional zum Quadrat der Masse. Wenn also ein schwarzes Loch immer schwerer wird, weil es immer mehr Material zu sich gezogen hat, dann wird die Dichte immer kleiner. Wenn ein schwarzes Loch zum Beispiel 1 Milliarde Sonnenmassen hat, dann ist das Material, wenn wir es von außen nach innen extrapolieren, so dicht wie das Streu im Hamsterkäfig. Das kann man ausrechnen. Das kann doch nicht wahr sein. Ich meine, da innen drin muss doch die Gravitation wirksam sein. Also irgendetwas stimmt da nicht. Man sieht hier die Begrenzung unserer Möglichkeiten. Die Sternenleichen leben dann quasi ihr eigenes Leben. Auch gerade der Innenraum von schwarzen Löchern. Man weiß nicht, mit was man es zu tun hat. Man weiß nur, sie sind da, ihre Wirkung ist erkennbar. Heutzutage gibt es keine Astrophysik mehr ohne schwarze Löcher. Dunkle Materie muss aus Material bestehen, das ganz anders ist als Sie und ich. Das ganze Universum ist anders als Sie und ich. Es ist riesig, es ist leer, es ist alt, es ist unglaublich. Anders kann man es eigentlich nicht formulieren. Und trotzdem gibt es in diesem Meer der Leere Inseln, auf denen und in denen etwas ganz Irrsinniges passiert ist: Sterne, Galaxien, auch die Sternenleichen und die Galaxienhaufen das

ist alles strunzdumme Materie. Die ist sich ihrer selbst nicht bewusst. Sie weiß nichts von sich. Sie funktioniert entsprechend den Naturgesetzen. Und dann entwickelte sich, zumindest für einen Planeten wissen wir es genau, eine Materieform, die von den Sternen kommt und letztlich sogar von der gesamten kosmologischen Entwicklung des Universums abhängig ist, und die anfangen kann, über sich selbst nachzudenken, die von sich weiß, die von der Geschichte des Universums weiß, die weiß, dass vor ihr schon etwas da gewesen ist. Das finde ich unglaublich. ***** * Zum Autor: Harald Lesch lehrt theoretische Physik an der Ludwig-Maximilians-Universität München; seine Forschungsschwerpunkte sind: Schwarze Löcher, Neutronensterne und kosmische Plasmaphysik. Lesch ist Fachgutachter für Astrophysik bei der DFG und Mitglied der astronomischen Gesellschaft. Im Juni 2005 wurde ihm von der DFG der Communicator-Preis verliehen. Dieser persönliche Preis wird an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vergeben, die sich in hervorragender Weise um die Vermittlung ihrer wissenschaftlichen Ergebnisse in die Öffentlichkeit bemüht haben. Seit 2008 moderiert er die Fernsehsendung Forschung aktuell. Bücher (Auswahl): - (zus. mit Jörn Müller) Weißt du, wie viele Sterne stehen? Wie das Licht in die Welt kommt. Bertelsmann-Verlag. - Kosmologie für Fußgänger. Goldmann-Verlag; - Big Bang. Zweiter Akt. Bertelsmann-Verlag; - Physik für die Westentasche. Piper-Verlag.