Basiswissen

Die Sonne und die restlichen Planeten in unserem Sonnensystem sind vor rund 4,6 Milliarden aus einem kosmischen Urnebel^[5] entstanden. Philosophisch interessant ist, wie man das Alter früher und heute zu bestimmen versucht hat, und dass das Alter von einigen biblischen Jahrtausenden auf inzwischen fast fünf Milliarden Jahre angewachsen ist.

Aktuelle Abschätzung des Alters der Sonne

Zu dieser Zahl gelangt man unter anderem über eine Abschätzung des Verhältnisses von Protonen zu Alphateilchen in der Sonne. Da sich im Sonnenkern Protonen mit recht genau bekannter Rate in Alphateilchen uwmandeln, kann man aus dem heutigen Verhältnis und der Annahme eines Verhältnisses bei der Entstehung ähnlich wie bei einer radiometrischen Altersbestimmung auf das Sonnenalter zurückrechnen.^[1]

Historisch: Thomsons Sonnenalter

Der Physiker William Thomson, später Lord Kelvin (1824 bis 1907) wußte noch nichts von radioaktiven Prozessen. Als Quelle der Sonnenwärme nahm er Einschläge von Meteroriten an^[2]. Wenn Meteoriten mit großer Geschwindigkeit auf einen anderen Himmelskörper prallen, wandelt sich ihre (enorm große) Bewegungsenergie, das heißt ihre kinentische Energie, letztendlich weitgehend in Wärme um. Stürzt ein Himmelskörper mit hoher Geschwindigkeit auf die Sonne, so wird sich seine kinetisch Bewegungsenergie Ekin=½mv²^[3] am Ende vollständig in Wärme umgewandelt haben. Duruch häufige solche Impakt-Ereignisse, so Thomson, würde die Sonne heiß gehalten.

ZITAT:

"Dass eine Version der Meteoriten-Theorie die wahre und vollständige Erklärung der solaren Energie liefert, kann wohl kaum angezweifelt werden."^[2]

Das Zitat zeigt eindrucksvoll, wie auch große Denker mit viel Erfahrung irren können. Aber nicht das Irren darf hier als Vorwurf gemacht werden, wohl jedoch das hohe Maß an Selbstsicherheit. Es ist immer ein gutes Zeichen, wenn bei Spekulationen auch alternative Sichten, Theorien und mögliche Vorbehalte mit erwähnt werden.

Historisch: Eddingtons Sonnenalter

Kaum 65 Jahre nach Thomson, im Jahr 1928 kam der Astrophysiker Arthur Stanley Eddington zu dem auch heute noch in etwa passendem Alter der Sonne von etwa 5000 Millionen oder 5 Milliarden Jahren.^[4] In weniger als einem Jahrhundert, dehnte sich der Horizont unserer Zeitvorstellungen von Jahrtausenden über Jahrmillionen zur Jahrmilliarden. Sehr bemerkenswert an Eddingtons Einschätzung ist neben dem Alter auch die Vermutung subatomer Vorgänge als Quelle der Sonnenenergie:

ZITAT:

"Die Theorie der sub-atomaren Energie hat das Leben der Sterne erweitert von Jahrmillionen zu Jahrmilliarden."^[4]

Das Problem einer Abschätzung des Sonennalters war es ja gerade, die ungeheure Menge an Energie zu erklären, die die Sonne ständig abstrahlt. Nahm man zunächst Verbrennungsprozesse ähnlich denen von Kohle an, dachte Eddington dann über kinetische Energie von Meteoriteneinschlängen nach. Richtig lag dann Eddington. Die Quelle der ungeheuren Energie, die unsere Sonne zurzeit freisetzt ist vor allem das sogenannte Wasserstoffbrennen ↗

Fußnoten

[1] Carsten Bresch: Zwischenstufe Leben. Evolution ohne Ziel? Piper, München 1977. ISBN 3-492-02270-7. Seite 41.

[2] Noch im 19ten Jahrhundert nahm der Physiker William Thomson an, dass die Wärme der Sonne aus Meteoriteneinschlägen stammt. Er kam damit auf ein Alter im Bereich von Millionen von Jahren. Verblüffend ist Thomsons Selbstsicherheit, dass sein Ansatz korrekt ist. Er schreibt: "That some form of the meteorite theory is certainly the true and complete explanation of solar heat and can scarcely be doubted […]". In: William Thomson: On the Age of the Sun’s Heat. MacMillan magazine Vol.V, pp. 388-393, Nov. 1861-Apr. 1862, Cambridge: MacMillan and Co. Siehe auch Impakt [Aufprall] ↗

[3] Wenn ein kleiner Meteorit von einer Masse von 2 kg mit einer Geschwindigkeit von 50 Kilometern pro Sekunde auf die Erde aufschlägt, so hatte er direkt beim Impakt eine kinetische Energie von ½·2kg·(50000·m/s)². Das gibt ausgerechnet 2500000000 Joule oder 2500 Megajoule oder 2,5 Gigajoule. Zum Vergleich: geht man von einer spezifischen Wärmekapazit von Wasser von rund 4,2 Kj/kg und einer Verdampungswärme von rund 2257 kJ/kg aus, dann würde die Impakt-Energie des Meteoriten genügen, um 964 Kilogramm Wasser von 20 °C direkt zu verdampfen. Alleine diese schlagartige Entstehung von Wasserdampf könnte durch die damit verbundene Ausdehnung des Volumens eine verheerende Wirkung haben. Siehe auch Fallenergie ↗

[4] Im Jahr 1928 schätzte der Astrophysiker Arthur Stanley Eddington (1882 bis 1944) das Alter der Sonne auf nicht mehr als 5000 Millionen oder 5 Milliarden Jahre: "According to the theoretical time-scale, which seems best supported by astronomical evidence, the beginning of the sun as a luminous star must be dated five billion (5~·~10¹² ) years ago. The theory which assigns this date cannot be trusted confidently, but it seems a reasonably safe conclusion that the sun's age does not exceed this limit. The future is not so restricted and the sun may continue as a star of increasing feebleness for 50 or 500 billion years." Als Quelle der Energie nahm Eddington schon Kernkräfte an: "The theory of sub-atomic energy has prolonged the life of a star from millions to billions of years" In: The Nature of the Physical World. MacMillan, 1928 (Gifford Lectures). Dort im Kapitel "VIII Man's Place in the Universe", die Seite 169. Eine letztendliche Erklärung lieferte dann Carl Friedrich von Weizsäcker in den 1930er Jahrne. Die Hauptquelle der Energie der Sonne sieht man heute im sogenannten => Wasserstoffbrennen

[5] Zum kosmischen Urnebel: der Philosoph Immanuel Kant und der Mathematik Pierre-Simon Laplace entwickelten unabhängig voneinander die Idee, dass unser Sonnensystem aus einer Art Urnebel entstanden sei. Diese Theorie wird heute weitgehend anerkannt. Siehe auch Kant-Laplace-Theorie ↗

[6] Die enorme Explosion des zeitlichen Horizontes unserer Welt begann gegen Ende des 18ten Jahrhunderts hin. Damals erkannten Geologen, wie unendlich lange das werden der alten und mächtigen Gesteinsmassen gedauert haben muss, wenn sie als Ablagerungen an Küsten oder im Meer entstanden sein sollen. Siehe mehr dazu im Artikel Tiefe Zeit ↗