Zur Haupt­na­vi­ga­ti­on sprin­gen [Alt]+[0] Zum Sei­ten­in­halt sprin­gen [Alt]+[1]

Un­ter­richts­ma­te­ria­li­en


M3 Von der Ent­ste­hung der Welt


Mar­kus' In­ter­es­se wurde ge­weckt: in sei­ner abon­nier­ten wis­sen­schaft­li­chen Ju­nior­zei­tung war als „Son­der­bei­la­ge“ ein „Plas­tik-Di­no­sau­ri­er­ske­lett“. Warum gibt es denn nun keine Di­no­sau­ri­er mehr?
Und über­haupt: Warum sehen die Tiere so aus, wie sie aus­se­hen? – Und was war ei­gent­lich ganz am An­fang? Mar­kus setz­te sich in die Schul­bi­blio­thek und wälz­te ver­schie­de­ne „Was ist Was“-Bü­cher:

Ei­gent­lich wis­sen wir nichts di­rekt über den di­rek­ten An­fang. Die meis­ten Wis­sen­schaft­ler nann­ten ihn den Ur­knall. Am An­fang war alles – und zu­gleich gar nichts. Noch nicht ein­mal Raum und Zeit gab es, las er. „Huh … es ist gar nicht so leicht, sich ein‚ ‚Nichts‘ vor­zu­stel­len“, dach­te Mar­kus. „‚Nichts‘ zu den­ken – geht das über­haupt?“

Und doch war auch alles da – aber als reine En­er­gie, als Strah­lung. Alles, was spä­ter das Welt­all, die Pla­ne­ten und Son­nen geben wird, war in einem ein­zi­gen Punkt „ver­dich­tet“. „Wie mag es dort wohl ge­we­sen sein?“, dach­te Mar­kus, „wenn ich mir vor­stel­le, dass ich alle meine Spiel­sa­chen in eine win­zi­ge Kiste drü­cken müss­te – wow, das ist ziem­lich eng!“ Aber da es ja weder Raum noch Zeit gab, war die­ser eine „Punkt“ über­all, las er wei­ter. Und vor ca. 13 700 000 000 Jah­ren, so ver­mu­ten die Wis­sen­schaft­ler, fand der so­ge­nann­te „Ur­knall“ statt: Ma­te­rie bil­de­te sich aus der Strah­lung her­aus, Atome 1 ent­stan­den und flo­gen wie bei einer Ex­plo­si­on aus­ein­an­der. Es war un­heim­lich heiß: Eine Se­kun­de nach dem Ur­knall be­trug die Tem­pe­ra­tur un­ge­fähr 100 000 000 000 000°C. Der Raum ent­stand. Die Zeit ent­stand. Und ganz lang­sam wurde es küh­ler: 400 000 Jahre nach dem Ur­knall war es schon „rich­tig kühl“: 6000°C – wie heute noch auf der Ober­flä­che der Sonne.

Mar­kus über­leg­te: „Kühl? Naja! Wenn ich un­se­ren Back­ofen voll auf­dre­he bin ich erst bei 300°C. Und da ver­brennt schon alles. Wenn ich jetzt noch das Tem­pe­ra­tur­rad 20mal ganz herum wei­ter­dre­he, dann hätte ich 6000 °C! Und das soll „kühl“ sein?“ Aber jetzt war Mar­kus rich­tig neu­gie­rig ge­wor­den und er las wei­ter…

Wäh­rend über den Ur­knall nichts wirk­lich be­kannt ist – alles reine Spe­ku­la­tio­nen – konn­ten die Wis­sen­schaft­ler Fol­gen­des genau be­rech­nen: Das Uni­ver­sum ent­stand und dehn­te sich immer wei­ter aus. Die Ster­ne wur­den „ge­bo­ren“: Him­mels­kör­per aus hei­ßem Gas, die „lang­sam ver­bren­nen“ und dabei von sich aus leuch­ten und En­er­gie frei­set­zen. Das meis­te, was wir am Nacht­him­mel sehen, sind eben die Ster­ne. Durch die Schwer­kraft „klum­pen“ sie zu­sam­men und bil­den „Ster­nen­an­samm­lun­gen“, so­ge­nann­te Ga­la­xi­en. Die Milch­stra­ße ist wohl die be­kann­tes­te Ga­la­xie und un­se­re „Sonne“ der uns be­kann­tes­te Stern. Aber al­lei­ne in un­se­rer Milch­stra­ße gibt es un­ge­fähr 200 Mrd. „Son­nen“.

„Das kann ich mir gar nicht vor­stel­len“, dach­te Mar­kus. Wei­ter unten las er dann: „Das sind un­ge­fähr so viele Reis­kör­ner, wie in eine große Ka­the­dra­le pas­sen.“ In den nächs­ten 10 Mrd. Jah­ren kühl­te das Uni­ver­sum lang­sam ab. Und um jede „Sonne“ herum klump­te sich Ma­te­rie zu an­de­ren Him­mels­kör­pern, z.B. Pla­ne­ten, zu­sam­men, die um die Sonne „ krei­sen “ und von selbst nicht leuch­ten. Das ganze Uni­ver­sum dehn­te sich wäh­rend­des­sen aber immer wei­ter aus – und tut das noch immer. Am bes­ten kann man es sich vor­stel­len wie einen Ro­si­nen­ku­chen im Back­ofen, der lang­sam „auf­geht“. Der Teig (= Raum) dehnt sich immer wei­ter aus. Die Ro­si­nen (= Ga­la­xi­en) ent­fer­nen sich zu­neh­mend von­ein­an­der.

In ga­lak­ti­schen Maß­stä­ben erst vor „re­la­tiv kur­zer Zeit“, näm­lich vor 4,5 Mrd. Jah­ren, ent­stand ein be­son­de­rer Pla­net in der Nähe einer Sonne. Nicht zu weit ent­fernt, so dass alles ge­fror, aber auch nicht zu nah, dass er zu heiß war. Alles pass­te zu­sam­men: Eis wurde zu Was­ser. Was­ser ver­dampf­te und ge­lang­te in die noch le­bens­feind­li­che At­mo­sphä­re. Die Ober­flä­che des Pla­ne­ten wurde fest und bil­de­te Berge und Täler, in denen sich Was­ser sam­mel­te. Un­se­re Erde ent­stand. Die Ober­flä­che brach aus­ein­an­der und ver­än­der­te sich immer wei­ter. Vul­ka­ne schleu­der­ten heiße Ge­steins­bro­cken in den Him­mel. Im Was­ser stie­gen Gase und Mi­ne­ra­li­en auf. Vor 3,5 Mrd. Jahre ver­ban­den sich meh­re­re Mo­le­kü­le 2 mit­ein­an­der, so­dass win­zi­ge Bak­te­ri­en und erste Le­bens­for­men mit noch einer Zelle ent­ste­hen konn­ten. Spä­ter ent­stan­den dann auch Algen, Was­ser­pflan­zen und erste Was­ser­tie­re. Diese Le­bens­for­men be­gan­nen sich zu ver­meh­ren und fort­zu­pflan­zen. Ihre Ei­gen­schaf­ten, Fä­hig­kei­ten und Aus­se­hen wer­den durch die Gene be­stimmt. Durch zu­fäl­li­ge Ver­än­de­run­gen (Mu­ta­ti­on) und Neu­ord­nung ein­zel­ner Gene bei der Fort­pflan­zung kommt es dazu, dass jedes Le­be­we­sen ein­zig­ar­tig ist. So ent­steht eine große Va­ria­ti­on (= Viel­falt) an ver­schie­de­nen Le­bens­for­men, aber auch eine große Viel­falt in­ner­halb einer Art.

Auch Mar­kus dach­te: „Ha! Das ist be­stimmt auch der Grund, dass nicht alle so aus­se­hen wie ich!“ Und er las wei­ter:

„Ver­än­dert sich die Um­welt, so gibt es immer ei­ni­ge, die damit bes­ser zu Recht kom­men und über­le­ben, wäh­rend an­de­re, die sich nicht an­pas­sen kön­nen, aus­ster­ben. Dies nennt man Se­lek­ti­on.

Jetzt dau­er­te es wie­der lange Zeit, und erst vor ganz „kur­zer Zeit“, wenn man in ga­lak­ti­schen Maß­stä­ben rech­net, näm­lich vor etwa 410 000 000 Jah­ren ent­stan­den auch Le­bens­for­men auf dem Fest­land: erst Pflan­zen, dann klei­ne In­sek­ten. Die Le­be­we­sen wur­den immer kom­ple­xer und ent­wi­ckel­ten sich nach den ge­nann­ten Ge­setz­mä­ßig­kei­ten. Die Wis­sen­schaft­ler nann­ten dies spä­ter „Evo­lu­ti­on“ (= Ent­wick­lung).

Vor 300 Mio. Jah­ren leg­ten Ur­rep­ti­li­en, erste ech­sen­gro­ße Land­tie­re, ihre Eier nicht mehr ins Was­ser, son­dern an Land. Diese Eier hat­ten eine feste Scha­le zum Schutz vor dem Aus­trock­nen, und aus ihnen schlüpf­ten be­reits „fer­ti­ge“ klei­ne Rep­ti­li­en – und keine Lar­ven oder Kaul­quap­pen. Und es gab be­reits Pflan­zen- und Fleisch­fres­ser. Aus ihnen ent­wi­ckel­ten sich vor ca. 230 Mio. Jahre die ers­ten Sau­ri­er, deren Ar­ten­viel­falt (Di­no­sau­ri­er, Flug­sau­ri­er) durch die An­pas­sung an die Le­bens­be­din­gun­gen ent­stand. 165 Mio. Jahre lang be­völ­ker­ten die Di­no­sau­ri­er die Erde, bevor die letz­ten Di­no­sau­ri­er vor ca. 65 Mio. Jah­ren aus­star­ben. Von den Flug­sau­ri­ern stam­men üb­ri­gens un­se­re Vögel heute ab. Erst 63 Mio. Jahre nach dem letz­ten Sau­ri­er ent­stan­den in den Step­pen und Sa­van­nen Afri­kas die Vor­fah­ren der heu­ti­gen Men­schen. Dabei gab es meh­re­re ver­schie­de­ne men­schen­ähn­li­che Ent­wick­lungs­li­ni­en. Diese hat­ten noch mehr Ähn­lich­kei­ten zu Affen, kenn­zeich­ne­ten sich aber durch die Mög­lich­keit, auf­recht gehen zu kön­nen - viel­leicht um die hohen Grä­ser der Sa­van­ne zu über­bli­cken? – oder die Fä­hig­keit, Werk­zeu­ge zu ver­wen­den. Fast alle gin­gen wie­der zu­grun­de, so wie z.B. der be­kann­te Ne­an­der­ta­ler. Aber aus einer Linie ent­wi­ckel­te sich der der homo sa­pi­ens, und damit prak­tisch wir. Das ge­schah erst vor ca. 120 000 Jah­ren. Somit ist un­se­re Art noch sehr jung.

Mar­kus klapp­te das Buch wie­der zu. Er war noch ganz fas­zi­niert davon, wie die Na­tur­wis­sen­schaf­ten die Ent­ste­hung von Welt und Leben auf Grund von mess­ba­ren Daten be­schrei­ben und er­klä­ren.

  (Stef­fen Volck)

Quel­len (ent­nom­men am 22.11.2015):
http://​www.​wis​sens​chaf​t.​de/​ar­chiv/-/​jour­nal_​con­tent/​56/​12054/​1537014/​Gal​akti​sche​s-​Por­trait/
http://​www.​aben­teu­er-​ster­ne.​de/​wie-​gross-​ist-​das-​beo​bach​tbar​e-​uni­ver­sum/
http://​www.​wa­sist­was.​de/​ar­chiv-​wis​sens​chaf​t-​de­tails/​stimmt-​es-​dass-​alle-​ster­ne-​auch-​son­nen-​sind.​html
http://​www.​wa­sist­was.​de/​ar­chiv-​wis​sens​chaf​t-​de­tails/​was-​sind-​ga­la­xi­en.​html
http://​www.​wa­sist­was.​de/​ar­chiv-​natur-​tiere-​de­tails/​wie-​und-​wann-​sind-​die-​di­no­sau­ri­er-​ent­stan­den.​html
http://​www.​evo­lu­ti­on-​mensch.​de/​thema/​arten/​erec­tus.​php
http://​kos­mo­lo­gie.​fuer-​ei­li­ge.​de/​ur­knall.​htm
http://​www.​pla­net-​schu­le.​de/​sf/​mul­ti­me­dia-​zeit­rei­sen-​de­tail.​php?​pro​jekt=sta​mmba​um_​mensch

 

M4 Text­fra­gen Wel­tent­ste­hung


Un­ter­richts­ma­te­ria­li­en: Her­un­ter­la­den [docx] [3,8 MB]

Un­ter­richts­ma­te­ria­li­en: Her­un­ter­la­den [pdf] [2,7 MB]

 


1   Lange Zeit hielt man die Atome für die al­ler­kleins­ten Teil­chen, aus denen sich alles zu­sam­men­setzt.
2   Ein Mo­le­kül ist ein Zu­sam­men­schluss von meh­re­ren Ato­men.