1
00:00:07,053 --> 00:00:09,173
Woher kommt das alles eigentlich?

2
00:00:09,173 --> 00:00:10,267
Dieser Felsbrocken?

3
00:00:10,267 --> 00:00:11,327
Diese Kuh?

4
00:00:11,327 --> 00:00:12,482
Dein Herz?

5
00:00:12,482 --> 00:00:15,602
Natürlich nicht die Dinge selbst,
sondern ihre Bausteine:

6
00:00:15,602 --> 00:00:18,555
Atome -- die Teilchen,
aus denen die Welt besteht.

7
00:00:18,555 --> 00:00:22,893
Die Antwort auf diese Frage 
steckt im Massenerhaltungssatz.

8
00:00:22,893 --> 00:00:25,757
Er gilt für ein abgeschlossenes System,

9
00:00:25,757 --> 00:00:29,969
dessen Grenze Masse und Energie
nicht überwinden können.

10
00:00:29,969 --> 00:00:34,248
In diesem System ist Masse,
also Materie und Energie, konstant.

11
00:00:34,248 --> 00:00:37,068
Sie kann weder erzeugt
noch vernichtet werden.

12
00:00:37,068 --> 00:00:39,775
Das Universum ist, soweit wir wissen,

13
00:00:39,775 --> 00:00:41,828
so ein abgeschlossenes System.

14
00:00:41,828 --> 00:00:45,931
Schauen wir uns zunächst
ein kleineres, einfaches Beispiel an.

15
00:00:45,931 --> 00:00:49,118
Hier haben wir 6 Kohlenstoffatome,
12 Wasserstoffatome

16
00:00:49,118 --> 00:00:51,912
und 18 Sauerstoffatome.

17
00:00:51,912 --> 00:00:55,605
Mit etwas Energie werden
unsere Moleküle ganz schön aktiv.

18
00:00:55,605 --> 00:00:58,692
Diese Atome können sich
zu bekannten Molekülen verbinden.

19
00:00:58,692 --> 00:00:59,946
Das ist Wasser

20
00:00:59,946 --> 00:01:01,743
und das ist Kohlendioxyd.

21
00:01:01,743 --> 00:01:04,157
Wir können Masse weder
erzeugen noch vernichten.

22
00:01:04,157 --> 00:01:07,811
Wir haben nur das, was da ist.
Was können wir also damit machen?

23
00:01:07,811 --> 00:01:09,768
Ah, sie sind eigenwillig.

24
00:01:09,768 --> 00:01:14,341
Mal sehen. Sie haben mehr Kohlendioxyd
und Wasser gebildet, je sechs Moleküle.

25
00:01:14,341 --> 00:01:19,185
Mit etwas mehr Energie können wir
daraus ein einfaches Zuckermolekül

26
00:01:19,185 --> 00:01:21,183
und etwas Sauerstoff machen.

27
00:01:21,183 --> 00:01:26,997
Die Atome sind dieselben: 6 Kohlenstoff,
12 Wasserstoff und 18 Sauerstoff.

28
00:01:26,997 --> 00:01:31,170
Die zugeführte Energie ist nun
in den Atomverbindungen gespeichert.

29
00:01:31,170 --> 00:01:33,321
Wir können diese Energie wieder freigeben,

30
00:01:33,321 --> 00:01:36,887
indem wir den Zucker wieder
in Wasser und Kohlendioxyd zerlegen.

31
00:01:36,887 --> 00:01:39,556
Immer noch dieselben Atome.

32
00:01:39,556 --> 00:01:44,149
Legen wir einige Atome zur Seite
und probieren etwas Explosiveres.

33
00:01:44,149 --> 00:01:48,588
Das hier ist Methan. Oft wird es mit
pupsenden Kühen in Verbindung gebracht.

34
00:01:48,588 --> 00:01:51,132
Es wird aber auch 
als Raketentreibstoff genutzt.

35
00:01:51,132 --> 00:01:53,786
Führen wir etwas Sauerstoff
und ein wenig Energie zu,

36
00:01:53,786 --> 00:01:55,616
zum Beispiel mit einem Streichholz,

37
00:01:55,616 --> 00:02:00,661
dann verbrennt es zu Kohlendioxyd,
Wasser und noch mehr Energie.

38
00:02:00,661 --> 00:02:03,775
Beachte, dass unser Methan
4 Wasserstoffatome enthielt.

39
00:02:03,775 --> 00:02:08,666
Am Ende ist immer noch 4-mal Wasserstoff
in den 2 Wassermolekülen enthalten.

40
00:02:08,666 --> 00:02:13,573
Zum großen Finale kommt jetzt Propan,
ein weiteres brennbares Gas.

41
00:02:13,573 --> 00:02:16,731
Wir führen Sauerstoff zu,
zünden es an und -- BUMM!

42
00:02:16,731 --> 00:02:18,885
Mehr Wasser und Kohlendioxyd.

43
00:02:18,885 --> 00:02:20,784
Jetzt sind es 3 CO2-Moleküle,

44
00:02:20,784 --> 00:02:24,443
weil das Propanmolekül
3 Kohlenstoffatome enthielt

45
00:02:24,443 --> 00:02:26,590
und diese nirgendwo anders hin können.

46
00:02:26,590 --> 00:02:30,451
Es gibt noch viele Reaktionen,
die mit diesen paar Atomen möglich sind.

47
00:02:30,451 --> 00:02:33,764
Der Massenerhaltungssatz
würde bei jedem Versuch gelten.

48
00:02:33,764 --> 00:02:36,748
Die Energie und Materie zu Beginn
einer chemischen Reaktion

49
00:02:36,748 --> 00:02:40,216
bleiben nach der Reaktion
erhalten und nachweisbar.

50
00:02:40,216 --> 00:02:42,673
Wenn die Masse immer gleich bleibt,

51
00:02:42,673 --> 00:02:45,957
wo kamen diese Atome dann überhaupt her?

52
00:02:45,957 --> 00:02:49,397
Sehen wir in der Geschichte nach.

53
00:02:49,397 --> 00:02:53,573
Weiter, weiter, weiter, zu weit.

54
00:02:53,573 --> 00:02:54,892
Okay, hier ist er.

55
00:02:54,892 --> 00:02:56,378
Der Urknall.

56
00:02:56,378 --> 00:02:59,908
Unser Wasserstoff bildete sich
aus einer hochenergetischen Partikelsuppe

57
00:02:59,908 --> 00:03:03,979
in den ersten drei Minuten nach
der Enstehung unseres Universums.

58
00:03:03,979 --> 00:03:07,846
Schließlich bildeten sich Atomwolken,
aus denen Sterne entstanden.

59
00:03:07,846 --> 00:03:12,085
In den Sternen entstanden
durch Kernreaktionen leichte Elemente

60
00:03:12,085 --> 00:03:13,980
wie Wasserstoff und Helium,

61
00:03:13,980 --> 00:03:17,706
aus denen schwerere Elemente
wie Kohlenstoff und Sauerstoff entstanden.

62
00:03:17,706 --> 00:03:21,310
Auf den ersten Blick brechen
diese Reaktionen das Gesetz,

63
00:03:21,310 --> 00:03:23,847
weil sie extrem viel Energie freisetzen,

64
00:03:23,847 --> 00:03:25,747
scheinbar aus dem Nichts.

65
00:03:25,747 --> 00:03:28,952
Dank Einsteins berühmter Formel 
wissen wir jedoch,

66
00:03:28,952 --> 00:03:32,108
dass Energie gleich Masse ist.

67
00:03:32,108 --> 00:03:34,871
Die Gesamtmasse der Atome
zu Beginn der Reaktion

68
00:03:34,871 --> 00:03:38,982
war aber ein klein wenig größer
als die Masse der Produkte,

69
00:03:38,982 --> 00:03:43,937
und dieser Masseverlust entspricht
genau der zusätzlichen Energie,

70
00:03:43,937 --> 00:03:49,587
die der Stern in Form von Licht,
Wärme und geladenen Teilchen ausstrahlt.

71
00:03:49,587 --> 00:03:52,103
Am Ende wurde der Stern zur Supernova

72
00:03:52,103 --> 00:03:54,586
und seine Elemente verteilten sich im All.

73
00:03:54,586 --> 00:03:58,380
Kurz gesagt verbanden sie sich neu
und mit Atomen von anderen Supernovas

74
00:03:58,380 --> 00:03:59,889
formten sie die Erde.

75
00:03:59,889 --> 00:04:04,003
4,6 Milliarden Jahre später
wurden sie Teile

76
00:04:04,003 --> 00:04:06,892
unseres kleinen, 
abgeschlossenen Systems.

77
00:04:06,892 --> 00:04:11,619
Aber sie sind nicht halb so spannend
wie die Atome, aus denen du bist.

78
00:04:11,619 --> 00:04:12,941
Oder diese Kuh.

79
00:04:12,941 --> 00:04:14,190
Oder dieser Felsbrocken.

80
00:04:14,190 --> 00:04:17,211
Und deswegen, wie
Carl Sagan so treffend sagte:

81
00:04:17,211 --> 00:04:21,730
"Wir sind alle Sternenstaub."