Wie funktioniert die Sonne

Man kann sehr leicht in Büchern, im Internet und speziell bei Wikipedia lesen, wie die Sonne funktioniert. Aber man entdeckt beim Lesen doch immer mal wieder eine Überraschung oder auch etwas, was eigentlich gar nicht so überraschend ist, wenn man darüber nachdenkt. Die Idee ist ja, dass beim sogenannten Wasserstoffbrennen vier Wasserstoffkerne zu einem Heliumkern fusionieren. Das geht aber nicht, denn es würde voraussetzen, dass sich vier Atomkerne gleichzeitig so nahe kommen, dass sie miteinander reagieren können. Das passiert nicht. Jedenfalls um viele Größenordnungen seltener, als dass sich nur zwei Atomkerne so nahe kommen, dass es zu einer Reaktion kommt. Letztlich ist das wie eine zweite Chemie und sie verhält sich anscheinend in mancher Hinsicht ähnlich wie die normale Chemie, bei der die Reaktion durch den Zusammenprall von zwei Molekülen zustande kommt. Und komplexere Reaktionen mit mehr Reaktionspartnern finden in Zwischenschritten statt, weil man den Fall, dass sich in dem fast leeren Raum mehr als zwei Molekülen an einem Punkt im richtigen Winkel, mit der richtigen Geschwindigkeit u.s.w. treffen, sehr klein, sogar vernachlässigbar klein ist. Es finden also immer Ketten von Reaktionen statt, deren Gesamtergebnis durch die komplexe Reaktion beschrieben wird, die eigentlich eine Vereinfachung ist. Genauso ist es hier auch. Es reagieren zwei Atomkerne und dann wieder zwei. Es gibt verschiedene Varianten. Am Ende ist in einem Teil der Fälle aus vier Wasserstoffkernen ein Heliumkern entstanden. Vereinfacht sieht es etwa so aus:

Es geht dabei noch weiter. Es werden ja sogar so nebenbei Protonen in Neutronen umgewandelt… Man sieht, es gibt auch in den Atomkernen eine Art Bindung, stabile und weniger stabile Kerne und man kann diese Bindung in einigen Kernreaktionen auch aufbrechen. Interessant ist, dass die positiv geladenen Teile der Atomkerne, also die Protonen, sich abstoßen müssten und zwar ganz schön stark. Nun wirken dort Gluonen, schwache Wechselwirkung und starke Wechselwirkung und so fliegen Atomkerne nicht auseinander, jedenfalls nicht immer. Auch zerfallen Neutronen in ein Proton und ein Elektron und ein Elektron-Antineutrino, wenn sie isoliert unterwegs sind, während sie durch die Einbindung in den Atomkern stabilisiert werden. Üblicherweise wird diese „zweite Chemie“ als Teil der Physik angesehen. Sie findet in Temperatur- und Druckbereichen statt, in denen unsere „normale“ Chemie nicht mehr relevant ist, weil alle Moleküle sofort zerfallen. Aber man stellt fest, dass grundsätzliche Naturgesetze, wie zum Beispiel die Hauptsätze der Thermodynamik, auch hier zu gelten scheinen, wenn man sie nur richtig liest. Das Themengebiet ist wirklich interessant und um es zu verstehen, muss man wohl einige Zeit aufwenden…

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