Vorstoß zu den Elementen der Schöpfung

Harald Lesch über die beherrschenden Urkräfte

Für Faszination Universum berichtet Harald Lesch von Goldmachern und Sternenforschern, von Dichtern und Denkern und von den Elementen, die unsere Welt formen. Und er begibt sich auf eine Reise ins All, denn vieles, was sich im All entdecken lässt, schärft den Blick für die Entwicklung auf der Erde.

Harald Lesch spürt den Fragen nach, wie einst alles begann. Wie konnte überhaupt Leben entstehen, und kann es auch irgendwo sonst in den Weiten des Universums Leben geben? Was sind die Bausteine des Universums und wie wurden sie entdeckt?

Woraus besteht die Welt?

Über diese Frage zerbrachen sich schon die Denker der griechischen Antike die Köpfe. Dabei entwickelten sie ein klares Konzept: Erde, Feuer, Wasser und Luft - aus diesen vier Elementen sollte alles Irdische und selbst die Gestirne zusammengesetzt sein. Eine Vorstellung, die bis heute wirkt.

Die Vier-Elemente-Lehre war so überzeugend, dass ihre Ideen nun schon Jahrtausende überdauern. So geht etwa in der Astrologie die Einteilung der Tierkreiszeichen in Feuer-, Wasser-, Luft- und Erdzeichen auf die antike Elementelehre zurück.

Goldmacher in Sachsen

Alchemistenwaage
Alchemistenwaage Quelle: ZDF

Die ägyptischen Tempelpriester im ersten Jahrhundert nach Christus kannten die griechische Lehre der Elemente und versuchten bereits Edelmetalle und Edelsteine künstlich herzustellen. Die Linie der Alchemisten und Goldmacher führt nahtlos durch das Mittelalter in die Neuzeit. Nach Europa gelangten die Kenntnisse durch die Kreuzzüge. Berühmtheiten wie Albertus Magnus, Paracelsus und Martin Luther nahmen sich des Wissens an. Selbst rationale Denker wie der Naturforscher Isaac Newton widmeten sich der magischen Kunst.

Obwohl es niemals gelingen sollte, Gold durch chemische Prozesse herzustellen, verdanken wir der Alchemie doch die Erfindung des Porzellans für Europa. Was die Chinesen schon tausend Jahre zuvor in technischer und künstlerischer Vollkommenheit herzustellen wussten, gelang dem Alchemisten Johann Friedrich Böttger zu Beginn des 18. Jahrhunderts. Mit dem Aufkommen der modernen Chemie verlor die Geheimwissenschaft ihre Bedeutung. Man erkannte, dass sich die Elemente nicht in jener simplen Weise der Alchemisten ineinander umwandeln lassen. Woran scheiterten die Alchemisten?

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Ursprung der Elemente

Urknall - Materie strebt auseinander.
Der Urknall: Anfang aller Materie

Inzwischen hat die moderne Wissenschaft die vier Elemente der Antike durch die 95 des Periodensystems ersetzt. Das Periodensystem der Elemente ist heute lückenlos. Alle Elemente des Universums haben darin ihren Platz. Sie sind die Bausteine, aus denen die ganze Welt besteht: der Kosmos und wir selbst.

Bis heute treibt die Forscher jedoch die Frage um, wie sich der Schritt vom unbelebten Molekül zum Leben einst vollzog. Zwar kennen die Biologen inzwischen die Prinzipien des Lebendigen, aber wann genau wird Totes lebendig? Sind an anderen Plätzen im Universum vielleicht andere Lebensformen denkbar, etwa auf der Basis von Silizium oder Kristallen? Und welches sind überhaupt die Bedingungen für die Entstehung von Leben?

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Suche nach außerirdischem Leben

Jupitermond Europa umkreist den Jupiter.
Der Jupitermond Europa

Die Naturgesetze Chemie und Physik funktionieren im gesamten Weltall nach dem gleichen Prinzip. Überall gibt es dieselben Elemente. Auch solche, die das Leben aufbauen, sind im ganzen Weltall vorhanden. Warum also sollte nur auf der Erde Leben entstehen?

Bedingungen für extraterrestrisches Leben hoffen Forscher schon lange zu finden. Hoch entwickelte komplexe Lebewesen hat in unserem Sonnensystem bisher offensichtlich nur die Erde hervorgebracht. Auf der Suche nach intelligentem Leben, müssen wir unser Sonnensystem verlassen.

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Lesen im Lichtspektrum

Astronomie ist im Wesentlichen die Analyse des Lichts. Isaac Newton war der Erste, der dem Phänomen eine teilchenartige Natur zuschrieb. Er erkannte zudem, dass sich weißes Licht mit Hilfe eines Prismas in die Farben des Regenbogens zerlegen lässt. Aber gibt es "Farbe" wirklich? Oder sprechen wir über eine Illusion? Und was gibt den Stoffen ihre Farbe? Die Antwort darauf hilft uns, Grundlegendes über den Aufbau der Materie zu verstehen.

Der Schlüssel zum Verständnis des Lichts bleibt dem bloßen Auge allerdings verborgen: Ausgehend von Newtons Methode der Zerlegung Lichts in sein Farbspektrum, suchen Forscher in der Strahlung der Sterne nach dunklen Linien. Diese Linien geben Aufschluss über die Elemente, die auf diesem Stern vorhanden sind. Sie gleichen einem Fingerabdruck der Stoffe, die das Licht seit Beginn seiner Reise von den Sternen bis zur Erde durchlaufen hat. Dies kann nur gelingen, weil Licht und Materie auf das Engste miteinander verwoben sind - und die Forscher dies verstanden haben.

Der letzte Baustein

Atome (Animation)
Atome Quelle: Parthenon

Bis ins 20. Jahrhundert dachte man, Atome seien das kleinste Unteilbare. Dann entdeckten Forscher, dass sie aus weiteren Elementarteilchen zusammengesetzt sind: Protonen, Neutronen und Elektronen. Aber damit war noch lange nicht Schluss. Heute sind die Forscher dem, was die Welt im Innersten zusammenhält, so nahe gekommen wie nie zuvor. Inzwischen haben sie eine ziemlich genaue Vorstellung davon, wie die Materie in die Welt kam und aus welchen Bausteinen sie besteht.

Doch im Theoriengebäude der Wissenschaftler gibt es eine letzte Lücke. Seit Jahrzehnten jagen Forscher ein winziges Geisterteilchen, den letzten Mosaikstein, der das Bild von der Materie vervollständigt: das sogenannte Higgs-Teilchen. Um es aufzuspüren, führen Wissenschaftler Experimente mit riesigen Teilchenbeschleunigern durch.

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