Der Graben: Thriller (German Edition)
Science-Fiction-Filmen, die im Weltall spielten, hatten die Helden manchmal rings um ihre Raumschiffe ein unsichtbares Kraftfeld, das die Strahlenangriffe der feindlichen Raumschiffe abwehrte. Vielleicht gab es eine Art Kraftfeld, das Elektronen daran hinderte, gegenseitig ihre Hüllen zu durchdringen. Ein unsichtbares Kraftfeld wie in den Sci-Fi-Filmen.
Als Saeko ihrem Vater an jenem Abend beim Essen diese Idee präsentierte, war seine Antwort ermutigend. »Ein Kraft feld, hm? Du bist auf dem richtigen Weg. Aber was glaubst du, wodurch dieses Kraftfeld entsteht? Ich gebe dir einen Tipp: Denk mal an die vier Grundkräfte der Natur.«
Damit kam Saeko weiter. Sie las nach, welche Kräfte subatomare Teilchen steuerten. Mit einem konkreteren Ansatzpunkt war leicht zu finden, was sie suchte. In fast jedem Physikbuch stand etwas über die vier Grundkräfte der Natur: Gravitation, elektromagnetische Wechselwirkung, starke Kernkraft und schwache Kernkraft.
Saeko wusste nicht genau, was der Unterschied zwischen den vier Kräften war, doch ihr war klar, dass die elektromagnetische Wechselwirkung, die starke und die schwache Kernkraft auf einer atomaren und einer Quantenebene agierten, während die Gravitation die großräumigen Strukturen des Weltalls dominierte, zum Beispiel das Sonnensystem und das Universum. Mit anderen Worten: Die ersten drei Kräfte waren diejenigen, die für ihre Frage relevant waren.
Beim Weiterlesen stieß sie auf einen Abschnitt, in dem stand: »Die starke Kernkraft bindet Protonen und Neutronen und ist verantwortlich für eine starke elektrische Kraft zwischen Nukleus und Elektronen.« Das ist es! Saeko jubilierte. »Während das Atom selbst nach außen keine elektrische Ladung trägt, enthält es in seinem Inneren starke elektrische Felder und Ladungen. Diese elektrischen Felder und Ladungen geben der Materie ihre Struktur.«
So also entstanden die Kraftfelder! Auch wenn Atome fast nichts als leeren Raum enthielten, führten die elektrischen Ladungen dazu, dass benachbarte Atome einander abstießen wie zwei Pole eines Magneten. Gleichzeitig entstand durch sie eine elektrische Anziehungskraft, die Atome aneinanderband und aus mehreren miteinander verbundenen Atomen ein Molekül entstehen ließ. Die Stärke der Bindung zwischen den Atomen bestimmte, ob die Materie fest, flüssig oder gasförmig war. Flüssige und feste Stoffe konnten Gase durchdringen, doch feste Stoffe konnten nicht auf den Raum übergreifen, der von anderen festen Stoffen besetzt war. Die elektrischen Felder bildeten aus überwiegend leerem Raum Strukturen, und diese Strukturen verbanden sich zu größeren Strukturen. Die Felder waren der Klebstoff, der feste Stoffe eng miteinander verband. Dank der starken elektromagnetischen Kräfte, die in der Quantenwelt am Werk waren, drang Saekos Ellbogen nicht durch den Tisch.
Saekos Vater war begeistert von ihrer Erklärung.
»Sehr gut! Das ist es im Grunde. Da ist nur noch eine Sache. Die Elementarteilchen, aus denen sich die Materie aufbaut, zum Beispiel Quarks und Elektronen, werden als Fermionen bezeichnet. Sie werden dadurch charakterisiert, dass zwei Fermionen niemals den gleichen quantenmechanischen Zustand einnehmen können, nach dem sogenannten Pauli-Prinzip oder Ausschlussprinzip, das damit letztlich die Festigkeit der Materie bewirkt.«
Saeko wusste nicht genau, ob sie das richtig verstand, doch sie nahm sich vor, den Begriff »Fermion« später nachzuschlagen.
»Das Universum funktioniert ganz ähnlich. Angenommen die Sonne wäre ein Ball mit einem Durchmesser von zehn Zentimetern. Dann hätte die Erde einen Durchmesser von etwa einem Millimeter, wie ein Sesamkorn, und würde in einem Abstand von zehn Metern um die Sonne kreisen. Ungefähr vierhundert Meter von dem Ball entfernt würdest du Pluto finden, den Planeten mit der sonnenfernsten Umlaufbahn . Das gibt dir eine ungefähre Vorstellung von der Größe des Sonnensystems. Siehst du? Stell dir einfach einen Kreis mit einem Radius von vierhundert Metern vor, in dessen Mitte sich ein Ball von zehn Zentimetern Durchmesser befindet. Der von dort aus gesehen nächste Stern wäre Proxima Centauri aus dem Sternbild Zentaur in etwa 2.500 Kilometern Entfernung. Zwischen unserem Sonnensystem und diesem Stern ist nichts als Leere.«
Saekos Vater hielt inne, um seiner Tochter Zeit zu geben, die Größe des Universums, das die Sonne umgab, zu erfassen.
»Was meinst du? Sowohl das Universum als auch unsere kleine Welt sind ganz
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