Vom Urknall bis zum Homo Sapiens

Der Ursprung des Universums

Die Sonne ist ein gewöhnlicher gelber Stern am Rande der Milchstraße. Galaxien bestehen aus Milliarden von Sternen, die durch die Schwerkraft zusammengehalten werden. Vor dem Urknall war das Universum frei von Materie. Der Urknall ist die Theorie, wie das Universum durch eine erhebliche Ausweitung elementarer Teilchen entstand. Am Anfang war das Universum mit positiv geladenen Teilchen gefüllt, die in einem Meer von Photonen kollidierten. Durch die Reaktion von Protonen und Elektronen bildeten sich durch Kernfusion die ersten neutralen Atome. Die Mikrowellen-Energie der Photonen, die bei einer Temperatur von etwa -270 °C entstanden, wurde 1965 von Penzias und Arnold Wilson entdeckt.

Bildung eines Sterns

Wenn der junge Wasserstoff im Kern zu Helium fusioniert, entsteht eine hohe Energiedichte. Hat ein Stern eine geringe Masse, kühlt er nach der Fusion langsam als Weißer Zwerg ab. Wenn die Fusionsprodukte eine bestimmte Menge erreichen, stoppen die Kernreaktionen und der Stern zieht sich zusammen. Massive Sterne durchlaufen einzelne Stufen der Fusion. Die Verschmelzung von Eisen ist die letzte Stufe, in der der Kern stabil wird, aber keine Fusionsenergie mehr generiert, sondern diese verbraucht. Wenn der Druck des Sterns nachlässt, kollabiert er und führt zu einer Supernova.

Formation der Erde

Das Sonnensystem begann mit dem sogenannten solaren Nebel, einer Wolke aus Staub und Gas, die durch die Schwerkraft zu zerfallen begann. Durch die Fliehkraft bildete sich eine abgeflachte Scheibe, die protoplanetare Scheibe. Die Planeten begannen sich aus dieser Scheibe durch Schwerkraft zu formen, wodurch die Erde entstand. Der Erdkern besteht aus einer Kugel aus Eisen und Nickel, darüber liegt der Mantel aus Silikat-Mineralien und schließlich die Kruste, die auf dem Mantel schwimmt. Die Kruste erstarrte vor 4,4 Milliarden Jahren, die Ozeane entstanden vor 3,8 Milliarden Jahren.

Plattentektonik

Die Plattentektonik beschreibt die Bewegung der Erdkruste durch Temperaturunterschiede im Mantel, was zur Kontinentaldrift führt. Diese Prozesse werden durch das Magnetfeld der Erde belegt: Auf beiden Seiten der ozeanischen Rücken zeigt das Eisen in den Gesteinsschichten ein symmetrisches magnetisches Muster.

Der Ursprung des Lebens

Es gibt verschiedene Theorien zur Evolution. Die präbiotische Chemie, in den 1920er Jahren von Alexander Iwanowitsch Oparin aufgestellt, besagt, dass organische Moleküle aus anorganischen Verbindungen auf der frühen Erde entstanden. Die ursprüngliche Atmosphäre war reich an freier Energie, besaß keine Ozonschicht und war einer hohen UV-Strahlung ausgesetzt.

Andere Theorien sind die „Welt des Tons“ (Cairns-Smith) oder die „Pyrit-Welt“. In beiden Fällen dienten anorganische Substanzen als Grundlage für elementare Funktionen:

• Welt des Tons: Leben entstand durch die Vervielfältigung von in Ton gefangenen anorganischen Molekülen.
• Pyrit-Welt: Die Metalloberfläche diente als Vorläufer der zellulären Organisation.

Diese Moleküle entwickelten sich weiter, bis Protozellen entstanden, die eine physikalische Membranabgrenzung erforderten.

Evolutionäre Theorien

Heute wird vermutet, dass alle Lebensformen von einem gemeinsamen Vorfahren namens LUCA abstammen. Charles Darwins Theorie basiert auf dem Konzept der Veränderung durch natürliche Selektion. Durch die moderne Genetik wissen wir, dass morphologische Veränderungen die Folge von DNA-Mutationen sind, die auf Populationsebene wirken. Die Idee der Evolution als allmählicher Prozess wird jedoch durch Lücken im Fossilienbericht diskutiert.

Die Hominiden und der Homo Sapiens

Charakteristische Merkmale unserer Art sind ein hoch entwickeltes Gehirn, die Fähigkeit zur Werkzeugnutzung, Sprache und eine lange Kindheit. Afrika gilt als Wiege der Menschheit, da dort die meisten Fossilien gefunden wurden. Die ältesten Fossilien, Ardipithecus ramidus, wurden in Äthiopien gefunden. Weitere Funde im Tschad und in Kenia (Australopithecus) zeigen eine Anpassung an die Savanne.

Die ersten Menschen waren Homo habilis und Homo ergaster mit größerem Gehirn und geschickterem Werkzeuggebrauch. In Europa entwickelte sich der Homo antecessor, der zur evolutionären Linie des Homo neanderthalensis gehört. Schließlich entstand der Homo sapiens, der über Jahrtausende neben dem Neandertaler existierte.