Der Komet im Cocktailglas

Manche davon – wie zum Beispiel das Radium – sind sogar immer radioaktiv.
    Das, was die Alchemisten jahrhundertelang erfolglos versucht haben, läuft in der Natur ständig ganz von alleine ab: Chemische Elemente wandeln sich ineinander um. Doch das ist nicht alles. Wir sind ja nicht auf der Suche nach dem Stein der Weisen und wollen kein Blei in Gold verwandeln. 34 Wir wollen wissen, wo die Kalorien in unserem Eintopf herkommen, und müssen dafür herausfinden, wie die Sonne ihre Energie erzeugt. Und wir sind der Lösung des Rätsels jetzt schon ganz nahe! Denn wenn sich ein Atomkern in einen anderen umwandelt, dann wird dabei Energie frei.
    Das ist nicht so überraschend, wie es vielleicht klingt. Anfang des 20. Jahrhunderts stellte der Physiker Albert Einstein das damalige wissenschaftliche Weltbild völlig auf den Kopf. Mit seiner „Relativitätstheorie“ (die wir auf unserem Spaziergang noch besser kennenlernen werden) zeigte er, dass die Welt in Wahrheit um einiges seltsamer ist, als sie uns zunächst erscheint. Die Details der Relativitätstheorie kennen nur wenige Menschen. Aber so gut wie jeder kennt Albert Einsteins berühmteste Formel E = mc². Diese simple Gleichung besagt, dass Energie und Masse nur zwei Seiten derselben Medaille sind. Energie kann in Masse umgewandelt werden und Masse in Energie.
    Es braucht Energie, um die Protonen und Neutronen in einem Atomkern zusammenzuhalten. Wenn nun ein radioaktiver Kern zerfällt, wird dabei ein wenig dieser Bindungsenergie frei. Das ist das Prinzip der Kernspaltung. Schwere Atomkerne werden gespalten und in weniger schwere Kerne umgewandelt. Die freiwerdende Energiekann dann entweder unkontrolliert und destruktiv genutzt werden, zum Beispiel in Form einer Atombombe. Oder man kontrolliert die Kernspaltung und setzt die Energie langsam frei, wie das in Atomkraftwerken passiert.
    Es geht aber auch anders herum. Man kann auch aus leichteren Kernen ein schwereres Atom aufbauen. Ein Atomkern ist immer ein klein wenig leichter als die Summe seiner Bestandteile. Man könnte meinen, ein Kern aus einem Proton und einem Neutron würde genauso viel wiegen wie die Summe der Masse eines Protons und eines Neutrons. Doch es ist Energie nötig, um die beiden Teilchen zusammenzuhalten, und darum muss ein klein wenig der Gesamtmasse in Energie umgewandelt werden. Je mehr Bestandteile ein Kern hat, desto mehr Energie muss man dafür aufwenden und desto größer ist dieser sogenannte „Massendefekt“. Wenn man nun aus mehreren leichten Atomkernen mit wenigen Bausteinen und einem geringen Massendefekt ein einziges schwereres Atom mit einem größeren Massendefekt zusammenbaut, dann bleibt am Ende ein wenig überschüssige Energie übrig. Das ist das Prinzip der Kernfusion.
    Wenn Atomkerne in andere Atomkerne umgewandelt werden können, dann entsteht dabei also Energie. Egal, ob es sich um Kernspaltung oder Kernfusion handelt: Wir haben eine ganz neue Art des „Feuers“ gefunden. Aber ist es auch tatsächlich das, was in der Sonne passiert? Um das zu klären, müssen wir herausfinden, woraus sie besteht.
    1835 schrieb der französische Philosoph Auguste Comte in der „Rede über den Geist des Positivismus“ über die Sterne:
    „ Wir haben die Möglichkeit, ihre Formen, Entfernungen, Größen und Bewegungen zu bestimmen, während wir niemals durch irgendein Mittel ihre chemische Zusammensetzung [bestimmen können].“
    Man kann ihm diese Aussage eigentlich kaum übelnehmen. Auch in den stärksten Teleskopen sind die Sterne nicht mehr als helle Lichtpunkte; heute genauso wie damals im Jahr 1835. Sie sind einfach viel zu weit weg. Und wie soll man herausfinden, wie ein Stern aufgebaut ist, wenn man nur einen hellen Lichtpunkt sehen kann? Nach Comtes desillusioniertem Ausspruch sollte es jedoch nur 24 Jahre dauern, bis zwei deutsche Wissenschaftler der Welt zeigten, wie sehr sich Comte geirrt hatte. 1859 entwickelten Gustav Kirchhoff und Robert Bunsen die „Spektroskopie“. Sie entwickelten ein vollkommen neues Verständnis des Lichts.
    Schon früher hatte man gelernt, dass man Licht in seine einzelnen Bestandteile aufspalten kann, wenn man es durch ein spezielles Stück Glas, ein „Prisma“, schickt. Ein weißer Lichtstrahl, der durch ein Prisma scheint, tritt am anderen Ende als farbiger Regenbogen wieder aus. Die unterschiedlich farbigen Anteile des Lichts, die sich normalerweise zu weißem Licht vermischen, werden durch das Prisma unterschiedlich stark abgelenkt, so