EIN KLEINERES ALCHEMIE LABORATORIUM: DIE SONNE

Wasserstoff, das Grundelement für diese Reaktion, ist das einfachste Element im Universum, denn sein Atomkern besteht nur aus einem einzigen Proton. In einem Heliumatomkern, gibt es zwei Protonen und zwei Neutronen. Der Vorgang, der in der Sonne stattfindet, ist die Verschmelzung von vier Wasserstoffatomen in ein Heliumatom.

Während dieses Prozesses wird eine enorme Menge von Energie freigesetzt. Fast die gesamte Wärme- und Lichtenergie, die die Erde erreicht, ist das Ergebnis dieser solaren Kernreaktion.


Die Sonne ist ein riesiges Atomkraftwerk, in dem ständig Wasserstoffatome in Helium umgewandelt werden, wobei große Mengen an Wärmeenergie freigesetzt werden. Was jedoch ausschlaggebend bei diesem Prozess ist, ist die unglaubliche Präzision, mit welcher diese Reaktionen im Innern der Sonne gegeneinander abgewägt sind. Die kleinste Veränderung im Verhältnis der Kräfte, die diese Reaktionen bewirken, würde entweder ein totales Versagen, oder eine katastrophale, unaufhaltbare Explosion zur Folge haben.

Wie bei den Reaktionen, die in den Roten Riesen stattfinden, zeigt es sich, dass auch diese solare Kernreaktion eine Anzahl von Aspekten einschließt, die in keiner Weise erwartet werden können, doch ohne welche sie nicht stattfinden könnte. Man kann nicht einfach vier Wasserstoffatome zusammenbringen und dabei in Helium verwandeln. Um dies zu verwirklichen ist ein zweistufiger Prozess erforderlich, entsprechend dem, der in den Roten Riesen stattfindet. Im ersten Schritt werden zwei Wasserstoffatome kombiniert, um einen Übergangskern zu bilden, der Deuteron genannt wird, und aus einem Proton und einem Neutron besteht.

Welche Kraft könnte groß genug sein, um ein Deuteron durch Zusammendrängen zweier Atomkerne zu erzeugen? Diese Kraft ist die "Starke Kernkraft", eine der, im vorigen Kapitel erwähnten vier, im Universum vorhandenen fundamentalen Naturkräfte. Sie ist die stärkste physikalische Kraft im Universum, und ist Billionen von billionenmal stärker als die Gravitationskraft. Keine andere als diese Kraft könnte zwei Atomkerne auf diese Weise vereinigen.

Die erstaunliche Sache bei all dem ist, dass, wie die Forschung zeigt, die Starke Kernkraft, trotz ihrer gewaltigen Stärke, nur gerade stark genug ist, das zu verrichten, was sie tut. Wenn sie nur geringfügig schwächer wäre, als sie ist, wäre sie nicht fähig die beiden Atomkerne zu vereinigen. Stattdessen würden sich die beiden Protonen bei Annäherung sofort gegenseitig abstoßen, und die Reaktion in der Sonne würde unmittelbar im Keim erstickt werden, bevor sie je beginnen könnte. In anderen Worten, die Sonne würde nicht als ein energiespendender Stern existieren. Diesbezüglich erklärte George Greenstein folgendes: "Wäre die Starke Kernkraft nur geringfügig schwächer gewesen, so wäre das Licht der Welt niemals entzündet worden." George Greenstein, The Symbiotic Universe, S. 100

Was wäre andererseits geschehen, wenn die Starke Kernkraft stärker gewesen wäre? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir zuerst den Vorgang in etwas mehr Einzelheiten betrachten, durch den zwei Wasserstoffatome in ein Deuteron umgewandelt werden. Zuerst wird eines der beiden Protonen seiner elektrische Ladung entledigt und wird zu einem Neutron. Dieses Neutron bildet ein Deuteron, indem es sich mit einem Proton vereint. Die Kraft, die diese Vereinigung bewerkstelligt, ist die "Starke Kernkraft"; die Kraft, die andererseits ein Proton in ein Neutron verwandelt, ist eine andere, und wird die "Schwache Kernkraft" genannt. Schwach ist sie jedoch nur vergleichsweise und es dauert etwa zehn Minuten um diese Umwandlung zu bewirken. Auf atomarer Ebene ist dies eine äußerst lange Zeitspanne, und sie bewirkt die Verzögerung der Rate mit welcher die Reaktion in der Sonne stattfindet.



Atomkernedes Wasserstoffs mit je einem Proton

Atomkern des Heliums mit zwei Protonen und zwei Neutronen

DIE AUSSCHLAGGEBENDE REAKTION IM INNERN DER SONNE
1) Oben: Vier Wasserstoffatome schließen sich zusammen um ein einziges Heliumatom zu bilden.
2) Unten: Dieser Prozess findet in zwei Phasen statt. Zuerst verschmelzen zwei Wasserstoffatome und bilden ein Deuteron. Diese Umwandlung findet langsam statt, und ist es, was die Sonne in stetigem Brand hält.
3) Gegenüberliegende Seite: Falls die Starke Kernkraft nur um ein geringes stärker wäre, würde sich ein Diproton anstatt eines Deuterons bilden. Solch eine Reaktion könnte jedoch nicht auf die Dauer aufrechterhalten werden, was in wenigen Sekunden eine katastrophale, unaufhaltbare Explosion zur Folge hätte.
Deuteronkern mit einem Proton und einem Neutron


Wasserstoffkerne mit je einem Proton

Deuteronkern mit einem Proton und einem Neutron


Wasserstoffkerne mit je einem Proton

Diprotonkern mit zwei Protonen

Wir wollen nun zu unserer Frage zurückkehren: Was würde geschehen, wenn die Starke Kernkraft stärker wäre? Die Antwort ist, dass die Reaktion in die Sonne sich drastisch verändern würde, weil die Schwache Kernkraft von der Reaktion eliminiert werden würde.

Wenn die Starke Kernkraft stärker wäre, als sie ist, wäre sie in der Lage, zwei Protonen unmittelbar mit einander zu verschmelzen, ohne erst zehn Minuten darauf warten zu müssen, dass ein Proton in ein Neutron umgewandelt wird. Das Ergebnis dieser Reaktion wäre ein Atomkern mit zwei Protonen anstelle eines Deuterons. Wissenschaftler nennen solch einen Atomkern ein "Diproton". Es ist jedoch ein theoretisches Teilchen, da ein natürliches Vorkommen desselben niemals beobachtet wurde. Wenn jedoch die Starke Kernkraft viel stärker wäre, als sie ist, dann gäbe es tatsächliche Diprotonen in der Sonne. Was würde das bedeuten? Wenn wir uns der Proton-Neutron-Umwandlung entledigten, würden wir die "Drossel" eliminieren, die den "Motor" der Sonne so langsam laufen lässt wie sie es tut. George Greenstein erklärt, was das Ergebnis davon wäre:

Die Sonne würde sich verändern, weil die erste Stufe in der Bildung des Heliums nicht mehr die Bildung des Deuterons wäre. Es wäre die Bildung des Diproton. Und diese Reaktion würde die Umwandlung des Protons in ein Neutron überhaupt nicht beinhalten. Die Rolle der Schwachen Kernkraft wäre eliminiert, und es wäre nur die Starke Kernkraft beteiligt…und das Ergebnis wäre, dass der Brennstoff der Sonne in der Tat plötzlich sehr effektiv würde. Er würde so potent werden, so gewaltig in seiner Reaktion, dass die Sonne und jeder ähnliche andere Stern auf der Stelle explodieren würden. George Greenstein, The Symbiotic Universe, S. 100

Die Explosion der Sonne würde bewirken, dass die Welt und alles auf ihr in Flammen aufgehen würde und unser blauer Planet sich in einigen Sekunden in eine Brandkruste verwandelt würde. Weil die Starke Kernkraft genau abgestimmt ist - weder zu stark, noch zu schwach - ist die Kernreaktion der Sonne soweit verzögert, dass der Stern in der Lage war, Milliarden von Jahren Licht und Energie auszustrahlen. Diese genaue "Feineinstellung" ist es, was der Menschheit das Leben ermöglicht. Wenn es in dieser Anordnung auch nur eine geringfügige Abweichung gäbe, würden die Sterne (einschließlich unserer Sonne) nicht existieren, oder, falls es sie gäbe, würden sie in kurzer Zeit explodieren.

In anderen Worten, die Struktur der die Sonne ist weder zufällig noch unwillkürlich. Ganz im Gegenteil: Allah hat die Sonne erschaffen, damit die Menschen leben können, wie es im folgenden Vers ausgedrückt ist:
Die Sonne und der Mond folgen einem festgesetzten Maß. (Sure 55:5 - ar-Rahman)