Entstehung des Sonnensystems

Jahrhundertelang haben die Menschen sich den Kopf darüber zerbrochen, wie die Erde entstanden ist. Erst verhältnismäßig spät wurden einleuchtende Theorien vorgebracht, aber noch heute sind wir nicht sicher, dass die Hauptprobleme gelöst sind. Immerhin gibt es einige Tatsachen, an die man sich halten kann. Die Vorstellung einer zentralen Erde, um die sich die Sonne bewege, wurde im Zuge der sogenannten »Kopernikanischen Revolution« aufgegeben. Diese begann 1543 mit der Veröffentlichung von Copernicus Buch »De Revolutionibus Orbium Coelestium« und wurde durch das 1687 erschienene Hauptwerk, Isaac Newtons vollendet, nachdem Johannes Kepler zwischen 1609 und 1619 die Gesetze der Planetenbewegung gefunden hatte. Hiernach unterschied sich die Erde in nichts von den anderen Planeten des Sonnensystems. Das Alter des Sonnensystems Noch vor wenigen Jahrhunderten behauptete ein irischer Erzbischof, dass die Welt zu einem bestimmten Zeitpunkt im Jahr 4004 v. Chr. entstanden sei. Dies wurde bald durch geologische Funde widerlegt, doch dauerte es lange, bis zuverlässige Schätzungen möglich waren. Heute nimmt man an, dass die Erde zwischen 4,5 und 4,7 Milliarden Jahre alt ist. Eine weitere Bestätigung dieser Altersannahme erbrachten die Untersuchungen der von den Apollo-Astronauten und den automatischen Mondsonden der Sowjetunion gelieferten Bodenproben vom Mond. Man weiß heute, dass Erde und Mond ungefähr gleich alt sind, dasselbe gilt ohne Zweifel für die anderen Planeten. Die Sonne ist mindestens ebenso alt wie die Planeten, wahrscheinlich sogar älter. Es gilt als sicher, dass die Sonne die Ursache für die Bildung des ganzen Systems ist. Erste wissenschaftliche Theorien
Nachdem seit der Mitte des 18. Jh.s Thomas Wright in England in wenig wissenschaftlicher Weise und Immanuel Kant in Deutschland in mehr grundsätzlicher Form Gedanken über die Entstehung des Sonnensystems geäußert hatten, wagte der französische Mathematiker Pierre Laplace (1749-1827) in seiner »Nebularhypothese« 1796 eine Idee aufzugreifen, die Rene Descartes (1596-1650) bereits 1644 vorgetragen hatte. Danach sollen die Planeten aus einer rotierenden Gaswolke entstanden sein, die unter dem Einfluss der Schwerkraft schrumpfte. Bei diesem Prozess habe die Wolke etliche Ringe abgesondert, aus denen jeweils ein Planet kondensierte. Es müssten demzufolge die äußersten Planeten die ältesten und die innersten die jüngsten sein, während die Sonne, selbst den Rest der ursprünglichen Gaswolke darstellte. Die Nebularhypothese war viele Jahre anerkannt, wurde aber später aufgegeben, als sich empfindliche mathematische Schwächen zeigten. Ihr folgten mehrere Gezeitentheorien, z. B. von Thomas Chamberlin und Forest Moulton in Amerika. Sie fußten auf einer Idee von George de Buffon aus dem Jahr 1745 und wurden von James Jeans (1877-1946) in England weiterentwickelt: Die Planeten sollen gebildet worden sein, als ein anderer Stern dicht an der Sonne vorbeilief und dabei eine riesige Zunge aus ihrem Körper herauszog während sich der Stern wieder entfernte, blieb die Masse des Materials zurück, wirbelte um die Sonne und zerteilte sich in Tropfen, aus denen die Planeten entstanden. Diese Hypothese passte zu den Größen der Planeten, da die Riesen Jupiter und Saturn in der Mitte des Systems umlaufen, wo sich der dickste. Teil der Materialzunge befunden haben sollte. Indessen gibt es auch gegen die Gezeitenhypothesen mathematische Einwände. Vor allem erscheint eine so enge Begegnung zweier Sterne äußerst unwahrscheinlich. Eine andere »Katastrophentheorie« stammt von Fred Hoyle (geb. 1915). Danach wäre die Sonne ein Doppelstern gewesen, dessen Begleiter als Supernova explodierte, wobei die Planeten als Trümmer erzeugt wurden, während der Begleitstern weggestoßen wurde. Auch diese Hypothese hat wenig Anklang gefunden. Carl Friedrich von Weizsäcker (geb. 1912) veröffentlichte 1944 eine Theorie der Entstehung des Planetensystems, die mit Hilfe der physikalischen Turbulenz wesentliche Fortschritte erzielen konnte. Inzwischen sind auch elektrische und magnetische Effekte in die Diskussion aufgenommen worden. Feststeht wohl der gemeinsame Ursprung aller Mitglieder des Sonnensystems und der allmähliche Aufbau der Planeten durch Verdichtung und Zusammenballung eines – ursprünglich vielleicht kühlen – Materials. Die Zukunft des Sonnensystems
Gegenwärtig ist unsere Sonne ein stabiler Hauptreihenstern, aber das wird sie nicht immer bleiben. In der Zukunft – vielleicht in 5 Milliarden Jahren oder einer ähnlichen Größenordnung – muss sie ihren Aufbau ändern, weil dann der Vorrat an Wasserstoff als »Brennmaterial« erschöpft sein wird. Die Sonne wird sich dabei zu einem roten Riesenstern aufblähen und eine Zeitlang tausendfach kräftiger strahlen als jetzt. Die Folgen dieser Expansion werden für die inneren Planeten katastrophal sein. Auch wenn sie nicht völlig vernichtet werden, dürften sie doclrihre Atmosphären verlieren und unerträglich heiß werden. Danach wird die Sonne zu einem sehr kleinen weißen Zwergstern zusammensinken, den die überlebenden Mitglieder des Planetensystems immer noch umkreisen. Über den genauen zeitlichen Verlauf kann man streiten, aber folgendes ist sicher: Das Leben kann auf der Erde nicht unbegrenzt weiter existieren, und das Sonnensystem in seiner gegenwärtigen Form hat nur beschränkte Dauer. Immerhin hat die Menschheit in diesem Zusammenhang noch viel Zeit vor sich. Die Nebularhypothese
von Laplace nahm an, dass das Sonnensystem ursprünglich aus einer Gaswolke bestand, die durch Gravitationskräfte schrumpfte. Dadurch stieg die Rotationsgeschwindigkeit, und ein Ring trennte sich von dem Nebel ab. Der Ring verdichtete sich zu einem Planeten. Nach und nach wurden weitere Ringe abgesondert, von denen jeder wieder einen Planeten bildete. Die Planeten wären also nacheinander entstanden, wobei sich die der Sonne nächsten zuletzt gebildet hätten. Andere Forscher nehmen gleichzeitige Entstehung an.