Es ist der 25. Dezember 2020 mitten in der zweiten Welle der Corona-Pandemie. Soeben habe ich den Entschluss gefasst, eine Abhandlung über Naturwissenschaft und ihre Folgerungen zum Anthropischen Prinzip mit Bezug zur Metaphysik zu schreiben.

Noch immer sind uns die aufwühlenden Bilder von Bergamo und Madrid mit überfüllten Spitälern und hilferufendem Pflegepersonal, endlosen Kolonnen wartender Krankenwagen und menschenleeren Gassen in Erinnerung, die vor neun Monaten um die Welt gingen. Die Pandemie hat nicht nur das Gesundheitswesen herausgefordert, sondern auch Schwächen in Politik und Gesellschaft offengelegt. Selten fanden sich so viel Unsinn und Anfeindungen in journalistischen Artikeln und in Leserbriefen. Zugleich durfte ich aber auch hervorragende Beiträge in der Tagespresse über philosophische Themen lesen – bevor eine gewisse Resignation einsetzte. Eine Krise weckt im Menschen versteckte Eigenschaften – gute und schlechte. Das Thema zu diesem Buch entwickelte sich während dieser Zeit aus zahllosen Gesprächen über Quantenphysik mit einem schwer kranken Freund, der eine «abschliessende» Antwort suchte. Dass ich das Buch gerade jetzt veröffentliche, hängt mit den geschilderten Ereignissen zusammen.

Ich war immer ein gläubiger, jedoch kritischer Mensch. Ich besuchte als externer Schüler eine katholische Mittelschule, weil sie nah war. Ein religiöses Ereignis habe ich in bester Erinnerung: Jedes Jahr musste das gesamte Kollektiv von etwa 800 Schülern während dreieinhalb Tagen Exerzitien abhalten, was dreieinhalb Tage eisernes Schweigen und Beten bedeutete. Hingegen war die damals vertretene Sexualmoral wenig glaubhaft.

Auch der Schulbetrieb war nicht ganz überzeugend, abgesehen vom Latein-, Philosophie- und Chemieunterricht. An Mathematik hatte ich grosses Interesse, aber niemand hatte aufgezeigt, was sich damit konkret anfangen liesse, auch war der Lehrgang mangelhaft. Noch als Gymi-Schüler besuchte ich 1963 das CERN in Genf (siehe Kapitel 8), als der Protonen-Beschleuniger der Öffentlichkeit zur Besichtigung freigegeben wurde. Mein Interesse an Atomphysik reicht bis in die damalige Zeit zurück. Auch bis in die heutige Zeit beeinflusst mich ein ehemaliger Philosophielehrer, der befreundet war mit dem Jesuiten Pierre Teilhard de Chardin (1881–1955). Mein ehemaliger Philosophielehrer wurde später zum Kardinal von Ljubljana ernannt und trug wesentlich zur friedlichen Ablösung Sloweniens von Jugoslawien bei (zu Teilhard de Chardin siehe Kapitel 11).

Angetan von den genannten Fächern plante ich, mich nach der Matura an der Universität von Löwen in Flandern zu immatrikulieren, da man nur dort, wo Georges Lemaître (1894–1966) einst lehrte (siehe Kapitel 3), Mathematik und Philosophie zeitlich aufeinander abgestimmt studieren konnte. Um meinen Entscheid abzusichern holte ich den Rat eines Benediktiner-Paters ein, der als guter Philosophielehrer bekannt war: «Sofern du heiraten willst und eine Familie unterhalten müsstest, lass es bleiben», das war sein knapper Ratschlag, den ich befolgte. Unsicher über meinen zukünftigen Weg schrieb ich an Bildungsdirektorien und an ein Spitaldirektorium mit der Anfrage, ob man für mich nach der Matura eine sinnvolle Beschäftigung hätte. Ich beabsichtigte, jene Aufgabe anzunehmen, die mir als erste angeboten werde, was es auch sei: Es war ein Chefchirurg, der mich als erster einlud. Der Einblick in die chirurgische Tätigkeit hat mich so sehr begeistert, dass ich mich entschloss Medizin zu studieren.

Nach dem Studium wie «geplant» durfte ich eine Familie gründen, woraus drei Söhne und sieben Enkelkinder hervorgingen. Nach meiner Assistenzarzttätigkeit – zuletzt auf einer Kinderchirurgie – eröffnete ich eine Hausarztpraxis. Das enorm grosse Arbeitspensum hätte ich ohne die Hilfe meiner Ehefrau und guter Assistentinnen niemals leisten können. Schon bald trat das ein, was mir der Chefchirurg meines ersten Arbeitsplatzes prophezeit hatte: Es käme die Zeit der Frustration, weil ich allzu vielen Patienten nicht adäquat würde helfen können, weshalb ich mir ein zusätzliches Arbeitsfeld erschliessen sollte.

Eines Tages erhielt ich den Anruf eines Amtsarztes, der im Auftrag einer kantonalen Behörde ein Gesetz zu den alternativen Heilmethoden erlassen sollte: Er wisse nichts von Homöopathie und fragte, ob ich einige Fortbildungen darüber kritisch begutachten könnte, um ihm anschliessend zu berichten. Nach der ersten Tagung war ich so überrascht, dass ich mich aus Neugier zu einem intensiven Studium darüber entschied. Ich benötigte gut zwanzig Jahre bis ich eine Theorie des Wirkmechanismus mit entsprechender Formel entwickeln konnte.

Im Praxisalltag als Landarzt erlebte ich ein breites Spektrum von Leiden, angefangen bei vielen Schnittwunden und Beinbrüchen – die ich bei Kindern noch selbst mit Gips versorgte –, bis zu akuten Nierenversagen, Herzinfarkten und leider auch Suiziden. Eine Morddrohung mit einem geladenen Sturmgewehr, das der Täter bei einem Polizeieinsatz auf mich gerichtet hatte, konnte ich durch besänftigende Worte abwenden. Da ich das ganze Spektrum vom Säugling bis zum Greis betreute, waren die Gesprächsthemen entsprechend breit. Durch die örtliche Nähe einerseits zu einem Kloster, anderseits zu einer Missionsschule entwickelten sich auch zahlreiche Gespräche mit Priestern über Religiosität und ihre damit verbundenen psychischen Probleme und tiefsten Zweifel – Zweifel an der Amtskirche, an der überlieferten Moral, selbst an Gott. All das hinterliess tiefe Spuren in meiner Gedankenwelt.

Warum eine Physik für Enkel? Was die Physik und dabei speziell die Quantenphysik betrifft, wollte ich an dem Thema anschliessen, das mich in meiner Jugend begeisterte und welches ich damals aus beruflichen Gründen verlassen habe, um nun bis zum heutigen Wissensstand einen Überblick zu schaffen. Als ehemaliger Arzt kann ich nicht auf entsprechende berufliche Erfahrung zurückgreifen, sondern muss mich gänzlich an der Literatur orientieren.

Ich habe aufgrund dessen, was mir rational und intuitiv richtig erschien, die entsprechende Literatur gewählt, und das daraus extrahiert, was meinem Weltbild entspricht. Allerdings: Viele Folgerungen entwickelte ich erst beim Schreiben dieses Buches, und so wurde für mich selbst das Schreiben ein neues Erlebnis.

Zuletzt noch ein Rat an die Leserschaft. Wenn ich einen nicht zu langen Artikel lese, den ich wegen der Komplexität nicht verstehe, lese ich ihn trotzdem zu Ende, schlafe einmalig darüber und studiere ihn am nachfolgenden Tag. Danach erscheint er mir transparent: Das Gelesene wird während des Schlafes auf «geheimnisvolle» Weise im Gehirn verarbeitet und plötzlich verständlich.

Urs Steiner

Kapitel 1

Zum Zeitgeschehen:
Die Corona-Pandemie

Einordnung: Dieses Kapitel entstand vor dem Hintergrund der Pandemie ab Ende 2020. Es gibt den damaligen Wissensstand und persönliche Einschätzungen des Autors wieder.

Aus der jüngsten Geschichte der Naturwissenschaft stechen zwei Ereignisse besonders hervor: Der sichtbare Beweis von Schwarzen Löchern im Jahre 2019 und die Herstellung eines Impfstoffes im Jahre 2020 gegen das Virus SARS-CoV-2 in kürzester Zeit für die halbe Menschheit. Beide Ereignisse stehen exemplarisch für den roten Faden, der sich durch die Entwicklungsgeschichte der Naturwissenschaft zieht. Zunächst zur Pandemie:

Ab Mitte November 2019 traten zum ersten Mal Fälle einer neuen Lungenentzündung in Wuhan in China auf, verursacht durch ein Virus der weit verbreiteten Corona-Gruppe. Die WHO gab der Krankheit am 11. Februar 2020 den Namen COVID-19, und am 11. März 2020 erklärte sie COVID-19 zur Pandemie – nachweislich aus weltpolitischen Gründen gezielt verspätet. Bis Ende Dezember 2020 starben daran zwei Millionen Menschen, die Dunkelziffer (in Afrika, Südamerika und Asien) dürfte erheblich sein. Das Virus erhielt nach seiner Sequenzierung den Namen SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrom Coronavirus-2).

Durch die chinesische Presse wurde spekuliert, dass in Wuhan das Virus in einem Wildtiermarkt zum Beispiel von Fledermäusen oder von Gürteltieren auf den Menschen übertragen wurde, doch konnte jenes weder bei Fledermäusen, noch sonst bei einem Zwischenwirt nachgewiesen werden. Auch sollen die Untersuchungen ergeben haben, dass zum damaligen Zeitpunkt weder Fledermäuse noch Gürteltiere auf dem genannten Markt gehandelt wurden.

Genetischer Abfall

Der Begriff «Virus» wird oft gleichgesetzt mit infektiöser «Information». Im Zusammenhang mit seiner medizinischen Bedeutung verwendet man dazu als Genus das Neutrum, im Zusammenhang mit dem Computer eher das maskuline Genus. Viren wird eine darwinistische Eigenschaft lebender Organismen nachgesagt: dass sie den Menschen nicht töten, sondern nur chronisch krank machen möchten, um das eigene Überleben zu sichern («Survival of the fittest»). Der genannten Aussage liegt ein fundamentaler semantischer Irrtum zu Grunde.

Der einflussreiche Mikrobiologe und Virologe Jean Lindenmann (1924–2015) machte in einer Vorlesung am Universitätsspital in Zürich um das Jahr 1970 eine ähnliche Aussage, aber mit der entscheidenden Präposition: «Es scheint, wie wenn …»! Diese Formulierung hat eine wesentliche Bedeutung: Viren besitzen keine Zellen, keine Wassermoleküle, keinen Stoffwechsel und auch keine Mitochondrien, sie bewegen sich unter dem Elektronenmikroskop nicht, sie sind explizit keine Lebewesen, sondern zufällige Überreste aus der genetischen Evolution mit entsprechenden physikalisch-chemischen Eigenschaften. Viren entstehen unter anderem durch das Sonnenlicht in einer zellulären genetischen Mutation vorwiegend bei Tieren, beispielsweise bei Fledermäusen, auch in der Pflanzenwelt, welche «wie beim Pollenflug» auf den Menschen übertragen werden können. Wenn eine genetische Mutation uns einen Vorteil bringt, kann sie allenfalls in unserem Genom bestehen bleiben, bewährt sie sich nicht, wird sie abgebaut oder sie bleibt als Krankheitserreger, somit als Virus oder auch als Tumor bestehen. Je länger eine Pandemie dauert und je mehr Infizierte es gibt, desto mehr Mutationen werden im menschlichen Immun-Pool produziert und desto risikoreicher wird eine Pandemie.

Wie kommt es, dass ein Virus uns so erscheint, «wie wenn es ein Lebewesen wäre»? Der Eindruck entsteht durch den Übertragungsweg. Beim Ausatmen werden Aerosole freigesetzt, in denen die Viren eingebettet sind. Die Wassermoleküle besitzen eine V-Form mit einer negativen Ladung an der Spitze des V und zwei positiven Ladungen an den Schenkelenden, die sich gegenseitig abstossen und so eine «Klammer» um das Virus herum bilden. Nun wird das Virus bei der Ausatmung im Aerosol gestreut. Der passive Verbreitungsweg des Virus täuscht eine aktive Fortbewegung des Virus vor – als wäre es lebendig. Das Verständnis des Verbreitungsweges allein böte uns eine Chance: Wir müssten zur Quelle Abstand halten oder Masken tragen und die äusseren Atemwege regelmässig mit salzhaltigem Wasser reinigen, um so die Viren abzufangen und die Virenlast zu reduzieren. Alkohol, aufgebracht auf die Hände oder Gegenstände, zerstört die Struktur eines Virus unmittelbar. Die Menge der Viren, die Virenlast des Trägers ist entscheidend, deshalb wird SARS-CoV-2 selten durch Kleinkinder übertragen.

In der öffentlichen Darstellung hat sich ein zweiter Irrtum eingeschlichen: Weil Viren fälschlich als Lebewesen beschrieben werden, werden auch deren Mutationen als Lebewesen interpretiert, mit einem Verhalten wie die darwinschen Tiere, welche um ihre Beute kämpfen, bis die Fittesten obsiegen und die Schwächsten verenden: Es gibt keinen Überlebenskampf bei Viren, die Mutation ersetzt allmählich das primäre Virus, sie tritt immer an dessen Stelle auf, weil sie sich aus Gründen der genetischen Konfiguration leichter übertragen lässt (typisch für SARS-CoV-2) oder weil das ursprüngliche Virus gerade nicht anwesend ist.

Grundsätzlich folgt die Pandemie allein dem Bewegungsmuster der Menschen, die Verantwortung für die Übertragung liegt bei uns selbst und nicht beim Virus. In diesem Zusammenhang ist bei SARS-CoV-2 das wohl Auffallendste seine hohe Infektiosität, seine extrem «mühelose» Übertragbarkeit. Das bedeutet, dass SARS-CoV-2 extrem gut an den Menschen adaptiert ist, und dies scheinbar seit Beginn der Pandemie. Wenn man sich am Wesen der Natürlichen Selektion orientiert, die zur Adaptation viel Zeit benötigt, lässt sich folgern, dass es Covid-19-Erkrankte schon lange gab, lange vor Wuhan, sodass SARS-CoV-2 durch Natürliche Selektion immer besser an das menschliche Genom angepasst wurde, oder: Das Virus wurde in einem Labor für Virologie durch Menschenhand angepasst und durch eine unglückliche Kontamination nach aussen getragen. Letzteres ist meine persönliche Vermutung. Das wäre eine der vielen Kehrseiten unseres technischen Fortschrittes.

Genetischer Bauplan

Corona-Viren besitzen einen einzigen Strang aus Messenger-Ribonukleinsäure (mRNA), umgeben von Spike-Proteinen. Der gesamte Bauplan (das Genom) für das Virus ist in diesem mRNA-Strang angelegt. Die Spike-Proteine docken durch ihre Konfiguration an den menschlichen Zellen der Atmungsorgane an, wodurch ihre Zellwände durchlässig werden und die Viren in die Zellen eingeschleust werden. Unsere Ribosomen beginnen, die Information der viralen mRNA zu lesen und sämtliche Virusbestandteile zu reproduzieren; die Vermehrung der Viren schreitet voran. Innerhalb von 365 Tagen seit dem ersten Todesfall in der Schweiz starben bei uns 10.000, in Italien 100.000 Menschen an Covid-19.

DNA und mRNA

Der vereinfacht geschilderte Vorgang ist das Resultat einer Forschung, die mit der Entdeckung der Nukleinsäuren durch den Basler Arzt Friedrich Miescher (1844–1895) um 1870 und durch die beiden Physiker Francis Crick (1916–2004) und James Dewey Watson (*1928) mit der Entdeckung der Spiralform der DNA-Moleküle begann. Crick und Watson begannen erst biologisch zu forschen, nachdem sie das Buch des Mathematikers Erwin Schrödinger (1887–1961) «Was ist Leben» gelesen hatten (siehe Kapitel 5). Im genannten Buch schrieb Schrödinger, dass die physische Struktur des Gens «Gottes Meisterstück» sei.1 Umgekehrt – das sei hier vorweggenommen – wird die nach ihm benannte Schrödinger-Gleichung (siehe Kapitel 5 und 12) als eine der genialsten Leistungen der modernen Physik bezeichnet. Sie trug wesentlich dazu bei, die Elektronenkonfiguration der Atome zu verstehen. Es ist ein Meisterstück der Menschheit, dass innerhalb von ein paar Wochen das gesamte Genom des Corona-Virus entschlüsselt wurde.

Auf der Basis des viralen mRNA-Strangs wurden zwei der modernsten Impfstoffe entwickelt. Mit der Erforschung von mRNA-Impfstoffen an Mäusen begründete Ingmar Hoerr (*1968) in Tübingen zusammen mit Steve Pascolo (*1970) und Mitarbeitern die neue Technik, während die Erforschung an menschlichen Zellen durch Frau Katalin Karikó (*1955) in den USA fortgesetzt wurde. Der Vorteil gegenüber Impfstoffen auf DNA-Basis besteht darin, dass beim Geimpften die mRNA nicht in den Zellkern eindringt, schnell wieder abgebaut wird und einen kurzen, aber adäquaten Impuls an das Immunsystem übermittelt. Man verwendet aus dem Strang für den Impfstoff nur jene Sequenz, welche den Bauplan für das Spikeprotein des Virus enthält. Ist die Impfung erfolgt, stellt unsere mRNA Kopien der Spikeproteine her. Ist eine Infektion durch das Corona-Virus erfolgt, lösen die Spikeproteine des Virus die eingeimpfte Immunantwort aus, es werden dabei Kopien der viralen Spikeproteine hergestellt, welche die viralen Spikeproteine konkurrenzieren und das Virus am Eindringen in unsere Zellen hindern.

Die Tatsache, dass innerhalb von zwölf Monaten nach Ausbruch der Krankheit ein zu etwa neunzig Prozent wirksamer Impfstoff (mRNA) entwickelt wurde und davon kurzfristig einige Milliarden Dosen hergestellt werden konnten, ist eine historische Leistung, die wie die Entschlüsselung des Genoms nicht genug gewürdigt werden kann. Es ist ein wissenschaftlicher Erfolg, der noch vor zehn Jahren als undenkbar gegolten hätte. Dies sollte uns für die nächste Pandemie Mut machen und allgemein Trost und Zuversicht für das Gedeihen der Menschheit auf ihrem Weg geben – sofern die Menschheit die Chance zu nutzen weiss.

Kapitel 2

Der visuelle Beweis:
Schwarze Löcher

Das Universum zählt etwa 200 Milliarden Galaxien und besitzt einen beobachtbaren Durchmesser von ≈ 93 Milliarden Lichtjahren. In einem Lichtjahr legt das Licht rund zehn Billionen Kilometer zurück, also 1013 km. Ich kann mich noch gut erinnern, als wir in meiner Jugendzeit noch lernten, es gebe wahrscheinlich drei Galaxien. Der Begriff des «Schwarzen Lochs» entwickelte sich erst allmählich und weckte sogleich unsere Phantasie vom Beamen in eine Parallelwelt. Heute vermutet man im Zentrum jeder Galaxie ein Schwarzes Loch und mehrere derselben über die ganze Galaxie verteilt. Am 10. April 2019 präsentierte die Astronomen-Gemeinschaft das erste Radiobild eines Schwarzen Loches, jenes im Zentrum der Radiogalaxie Messier 87 (M87*, im Sternbild Virgo) aus einer Entfernung von 55·106 Lichtjahren.

Die Galaxien

Wahrscheinlich alle Galaxien rotieren um ein zentrales Schwarzes Loch: Sie besitzen einen Drehimpuls. Ein Drehimpuls schreibt sich allgemein als L = m · v · r oder L = m · r2 · ω, dabei ist m = Masse, v = Geschwindigkeit = velocitas, ω = Winkelgeschwindigkeit, r = Radius. In der Pirouette im Eiskunstlauf zur Vollkommenheit gebracht erkennen wir, dass nach anfänglichem Strecken der Arme und anschliessendem Anlegen (r↓) derselben an den Körper bei vorgegebenem Impuls L die Drehgeschwindigkeit ω schnell zunimmt: Je kürzer der Radius r, desto schneller die Drehbewegung ω und umgekehrt. Dieses beschriebene Bild beobachtet man bei allen Planetenbahnen, ist doch die mittlere Umlaufgeschwindigkeit beispielsweise der sonnennahen Planeten Merkur mit ≈ 47,36 km/sec. oder Erde mit ≈ 29,78 km/sec. viel grösser als jene von Neptun mit ≈ 5,43 km/sec. am Rand des Sonnensystems. Dasselbe Phänomen ortet man auch bei den galaktischen Staubwolken bei ihrer Bildung von neuen Sternen.

Dasselbe Phänomen hat man auch in unserer Milchstrasse und in den übrigen Galaxien erwartet – und prompt etwas ganz anderes entdeckt: Die Masse aller Sterne einer Galaxis plus die Masse des Schwarzen Loches im galaktischen Zentrum plus die Dunkle Materie zwischen den Sternen (siehe Kapitel 5) bilden durch ihre Gesamtmasse und damit durch ihre Gesamtgravitation einen schnell rotierenden Komplex, sodass zum Beispiel unsere Galaxis die Form eines leicht gewölbten rotierenden Diskus mit einem Durchmesser von 100.000 bis maximal 200.000 Lichtjahren und mit einer mittleren Dicke von etwa 3.000 Lichtjahren angenommen hat. Die durch die schnelle Rotation der Galaxienscheibe erzeugte Fluchtgeschwindigkeit und die Gravitation ihrer Gesamtmasse heben sich gegenseitig auf. Deshalb haben die zentrumsfernen Sterne, der diskusförmigen Anordnung entsprechend, eine viel höhere Umlaufgeschwindigkeit als die zentrumsnahen. Am Rand der Galaxienscheibe und darüber hinaus haben alle Sterne dieselbe hohe Umlaufgeschwindigkeit. Es wird angenommen, dass die dunkle Materie im Gegensatz zur Diskusform der Galaxien eine Kugelform besitzt und weit über den Radius der Leuchtmasse der Galaxienscheibe hinaus reicht.2

Unsere Milchstrasse ist eine diskusförmige Spiralgalaxie mit fünf Armen. Unser Sonnensystem liegt zwischen dem Perseus- und dem Sagittarius-Arm in mittlerer, relativ sicherer Entfernung von 27.000 Lichtjahren zum galaktischen Zentrum. Es benötigt 200 Millionen Jahre für eine ganze Umkreisung des galaktischen Zentrums. Es bewegt sich – und wir mit ihm – mit einer Geschwindigkeit von ≈ 250 km/sec.3 bezogen auf das Zentrum.

Andromeda-Galaxie M31, Abbildung 7 aus Physik für Enkel
Das nebenstehende Bild, aufgenommen von Heino Falcke (*1966), zeigt unsere Nachbargalaxie Andromeda. Sie hat einen Durchmesser von 106 Lichtjahren. «In den braunen Staubwolken entstehen neue Sterne» (Ebd ABB 7).

Auf einem Berg kann die Lichtverschmutzung nicht das Sternenlicht überlagern. Wer schon einmal von einem Berg aus den winterlichen Nachthimmel forschend mit dem Feldstecher beobachtet hat, erkennt den Orion-Nebel in 1350 Lichtjahren Entfernung. Dieser wird mit M42 bezeichnet. Das M steht für Messier. Der Astronom Charles Messier (1730–1817) schuf ein Verzeichnis astronomischer Objekte, das später Messier-Katalog genannt wurde. Der Orion-Nebel besteht grösstenteils aus Staub, weshalb er sich gut sichtbar in rötlicher Farbe von den Sternen abhebt. Wer weiter sucht, findet den Andromeda-Nebel in einer Entfernung von 2.5 Millionen Lichtjahren. Entgegen seinem suggestiven Namen ist er kein Nebel. Er besteht aus einer riesigen Ansammlung von Sternen und ist unsere Nachbargalaxie M31, von blossem Auge gesehen das einzige Objekt am Himmel, das nicht zu unserer Milchstrasse gehört. Noch nicht, denn die Andromeda-Galaxie und unsere Milchstrasse bewegen sich aufeinander zu (siehe Kapitel 3) und werden sich in schätzungsweise 4·109 bis 10·109 Jahren vereinigen. Es wird eine neue Monster-Galaxis entstehen.

Dann gibt es noch die Gasnebel aus superheissem Wasserstoff, auch «Wasserstoffplasma» genannt. Sie bestehen vorwiegend aus ionisiertem Wasserstoff mit dessen Protonen und freien Elektronen. Wenn sie gross und dicht genug sind und sich allmählich abkühlen, bilden sich darin zahllose Klumpen, die sich ihrerseits verklumpen und schliesslich durch die wachsende Gravitation kollabieren, bis zum Beginn der Kernfusion mit Bildung von Helium. So entstehen neue Sternsysteme mit ihren umkreisenden Planeten.

Schwarze Löcher

Auch der umgekehrte Vorgang ist möglich, und der ist hier von Interesse. Ist eine kosmische Masse gross genug oder verbinden sich mehrere Sterne oder Galaxien durch Kollision, dann verdichten sich die Massen so lange, bis darin der Widerstand der Elektronenkonfiguration zusammenbricht und die Elektronen mit den Protonen des Atomkerns zu Neutronen verschmelzen. In diesem ersten Schritt entstehen die Neutronensterne. Viele von ihnen rotieren mit unermesslicher Geschwindigkeit und senden dabei Radiostrahlung ins Weltall: Als Pulsare verraten sie uns ihre Existenz.

Auf den ersten Schritt folgt allenfalls ein zweiter: Ist das Gewicht des Neutronensterns gross genug, kollabiert er weiter. «Der Stern sinkt ohne Ende in sich zusammen und wird immer kleiner und kleiner, bis irgendwann alle Masse in einem unendlich dichten Punkt konzentriert ist. Nun ist eines der merkwürdigsten Gebilde im Universum entstanden: ein Schwarzes Loch.»4 Das Schwarze Loch ist umso grösser, das heisst sein Volumen und damit der Ereignishorizont (siehe unten) bläht sich umso mehr auf, je mehr Masse darin «beerdigt» wird. Die entsprechenden Berechnungen gehen auf Jacob Bekenstein (1947–2015) zurück (siehe Kapitel 6).

Der erste Gedanke, dass Licht, welches von massereichen Sternen ausgestrahlt wird, im Stern durch seine Masse gefangen bleibe und es deshalb «dunkle Sterne» geben könnte, geht auf …

Ende der öffentlichen Leseprobe