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Am Anfang Licht – auch am Ende?

Wir erfahren Licht als etwas Alltägliches. Wir empfinden es als hell in allen Schattierungen und als farbig, das heißt: Licht lässt uns alles um uns herum hell und farbig erscheinen. Eine Lichtquelle (z.B. Glühlampe) sendet Licht aus (Emission); wenn wir eine Hand davor halten, wird das Licht abgeschirmt, wobei sich aber die Hand erwärmt (Absorption). Einige Materialien wie Luft und Glas lassen Licht durch (Transmission), andere spiegeln es (Reflexion). Was aber ist Licht?

Indem man das Licht durch ein Prisma führte, stellte man fest, dass es in die Regenbogenfarben aufgeteilt wird. Wie das? Dies hat damit zu tun, dass alltägliches Licht, sogenanntes „weißes Licht“, ein Gemisch von Strahlung verschiedener Frequenzen ist. Ein Prisma teilt nun dieses Alltagslicht in diese verschiedenen Frequenzen auf, die wir dann in Farben von rot bis violett wahrnehmen.

Nicht nur die Aufspaltung des Lichtes in verschiedene Frequenzen hat verblüfft. Experimente zeigten, dass das Licht sowohl als Teilchen (Photonen genannt) wie auch als Welle auftreten kann. Also haben wir hier wieder denselben Teilchen- Welle-Dualismus vor uns, wie bei allen Quantenpartikeln. Ein einzelnes Photon lässt sich als Teilchen lokalisieren, eine Welle aber nicht. Letztere wird nur durch eine Wellenlänge und eine Frequenz (Anzahl Schwingungen pro Zeit) definiert, die sich über den Raum erstreckt – wie eine Wasserwelle, die entsteht, wenn ich einen Stein in einen Teich werfe. Man sagt auch – ohne dass ich das hier weiter ausführen möchte -, dass das Licht als eine elektromagnetische Welle betrachtet werden kann. Je höher dabei die Frequenz ist, umso höher die Energie, die in dieser Welle steckt. Davon profitiert auch die technische Bündelung von Licht durch den Laser, dessen Energie man zum Schneiden härtester Materialien verwendet. Dass kurzwelliges Licht in der Lage ist, Elektronen aus einem Metall herauszuschlagen (photoelektrischer Effekt), bewies übrigens Einstein, wofür er den Nobelpreis erhielt.

Die Untersuchung des Lichtes zeigte, dass der rote Anteil des Lichts eine kleinere Frequenz aufweist als der violette Teil, der also energiestärker ist. Von größter Bedeutung war die Entdeckung, dass das, was wir mit unseren Augen wahrnehmen, nur ein kleiner Teil des gesamten elektromagnetischen Spektrums ist. Unsichtbar für uns, gibt es über das Rote hinaus das Infrarote, das sich durch Wärmestrahlung bemerkbar macht, und – mit noch längeren Wellenlängen – die Mikrowellen und die Radiowellen. Auf der anderen Seite finden sich die ultravioletten Strahlen, die Sonnenbrand oder auch Hautkrebs verursachen können. Noch energiereicher sind die Röntgenphotonen, die Haut und Gewebe durchdringen können, aber von den Knochen blockiert werden. Am energiereichsten sind die Gammastrahlen, die man von den radioaktiven Elementen her kennt.

Kirchhoff und Bunsen entdeckten, dass Atome und Moleküle eines jeden Elementes die Flamme eines Gasbrenners auf charakteristische Weise färben, was in deren Spektren zum Vorschein kommt. Jedes Element hat also eine ganz spezifische Spektral-Identität, eine eigene „Visitenkarte“ oder einen eigenen farbigen „Fingerabdruck“. Mit Prismen lassen sich auch die Fingerabdrücke des Lichtes von Sternen in die verschiedenen Farben aufteilen. Der Vergleich mit den „reinrassigen“ Fingerabdrücken der chemischen Elemente vermittelt sodann Informationen über die chemische Zusammensetzung der jeweiligen Sterne. Als man das Licht unserer Sonne untersuchte, konnte man auch deren chemische Zusammensetzung aufschlüsseln bis auf ein unbekanntes Element, dem man den Namen Helium (vom griechischen Helios = Sonne) gab. Helium konnte in der Folge – wie jedermann weiß – auch auf der Erde künstlich hergestellt werden. Aber es ist schon fantastisch, dass man ein überaus wichtiges Element, das es in der Natur auf der Erde nicht gibt, in einem fernen Himmelskörper entdecken konnte.

Die Spektralanalyse von Sternen, Galaxien und Molekülwolken im Weltraum wurde zu einer eigenen Wissenschaft. Erstaunlicherweise fanden sich in der überwiegenden Mehrzahl der Sterne immer wieder dieselben Elemente wie bei unserer Sonne, vor allem Wasserstoff und Helium.

Man fand auch heraus, dass sich aus dem Licht die Temperatur der Sterne bestimmen ließ. Dann stellte man etwas Seltsames fest: Die Spektren von Sternen, die sich sehr weit weg befanden, sahen zwar gleich oder ähnlich aus, wie Sterne der gleichen Klasse in unserer Nähe, sie waren aber nach rechts in den roten Bereich verschoben. Was hieß das?

Hier kam die Analogie zu einem bewegten Objekt im akustischen Bereich zu Hilfe. Wenn ein heulendes Polizeiauto auf einen zufährt, hört man zuerst einen hohen Ton (da die Schallwellen zusammengedrückt werden, also die Frequenz hoch ist), der sich stetig nach tieferen Tönen verschiebt. Wenn das Polizeiauto – zu unserer Erleichterung – von uns wegfährt, wird der Ton immer tiefer (da die Schallwellen gedehnt werden, also die Frequenz abnimmt).

Derselbe Effekt findet sich beim Licht. Wenn die Lichtwellen in den roten Bereich verschoben werden, werden sie gedehnt, was heißt, dass sich das sie aussendende Objekt von uns wegbewegt. Genau da fand sich die große Überraschung: Je weiter Sterne – oder auch eine Galaxie – von unserem Sonnensystem entfernt sind, desto weiter wird deren Licht gedehnt, was nichts anderes heißt, als dass sich diese Objekte nicht nur von uns entfernen, sondern je weiter desto schneller! Das Universum dehnt sich also aus und ist nicht statisch, wie man lange vermutete! Es war nicht der einzige Beweis für dieses Phänomen, aber wohl der stärkste.

Oben habe ich erwähnt, dass das sichtbare Licht nur einen kleinen Teil des elektromagnetischen Spektrums ausmacht. Mit Instrumenten, die auch die unsichtbaren Bereiche registrieren konnten, enthüllte man weitere Realitäten des Universums, auf die ich aber nicht weiter eingehe. Wohl aber möchte ich ausführen, zu welchen Fragen die entdeckte Ausbreitung des Universums anregte.

Ein ganzer Komplex von Fragen ergab sich, wenn man diese Ausdehnung in die Zukunft projizierte. Dann musste sich das Universum ja laufend ausdünnen. Es ginge einem dunklen Kältetod entgegen. Im Verlaufe der Zeit würden sich zum Beispiel auch die heute für uns sichtbaren Galaxien so schnell von uns wegbewegen, dass ihr Licht nicht mehr zu uns gelangen könnte. Für einen irdischen Beobachter würden immer mehr Himmelskörper hinter der Sichtbarkeitsgrenze verschwinden. Am Nachthimmel würden immer weniger Sterne funkeln bis alles nur noch schwarz ist. Das Licht wäre verschwunden und ließe keine Forschungen mehr über das Universum und seine Bestandteile zu. Der Spektralanalytiker wäre arbeitslos …

Einen anderen Erdbeobachter auf unserer Erde für dieses Sterben des Universums gibt es dann allerdings auch nicht mehr. Denn unsere Sonne wird bereits nach einigen Milliarden Jahren ausgebrannt sein. Sie wird sich dann als „Roter Riese“ bis über unsere Erde hinaus ausdehnen, dabei alles irdische Leben verbrennen und schließlich zu einem sogenannten „Weißen Zwerg“ von der Größe unserer Erde schrumpfen. Wissenschaftler können den Ablauf dieser „Katastrophe“ heute recht gut und plausibel erklären. Die Entdeckung von Sternen in allen Lebensstadien – von Entstehung bis zum Endstadium – bestätigt diese Annahme.

Dieses allmähliche Erkalten und Verdampfen des Universums ist fürs Erste eine Spekulation, allerdings aufgrund des heutigen Standes der Wissenschaft die mit Abstand plausibelste Vorhersage. Es ist jedoch nie auszuschließen, dass neue wissenschaftliche Erkenntnisse ein anderes Szenario ergeben könnten. Unsere gedankliche Exploration muss sich aktuell jedoch an die heute vorherrschende Sicht der Zukunft des Universums halten.

Dann aber: Ich kann mir nicht vorstellen, dass in diesem turbulenten Ende unserer Erde, ja unseres ganzen Universums, der ganzen Schöpfung, auch die Menschheit, jede Intelligenz und jedes Bewusstsein ebenfalls endgültig vernichtet werden. Das physikalisch geprägte Endzeit-Szenario kann aber nichts über das Schicksal der geistigen, nichtmateriellen Welt aussagen.

Einige werden zwar anführen, dass diese geistige Welt für sich selber nicht existieren könne, sondern an Materie gebunden sei (kein Geist ohne materielles Hirn), demzufolge ebenfalls ins Nichts zurücksinken werde. Das ist die Sicht jedes Atheisten. Da bin ich mir allerdings nicht so sicher. Ebenso plausibel wie die unauflösliche Einheit von Geist und Materie ist die Annahme, dass der Geist sich in eine eigene Sphäre begibt, in der Materie keine Rolle mehr spielt.

Die einsteinsche Entdeckung, dass Materie in Energie umgewandelt werden kann (und umgekehrt), mag hier vielleicht ein weiterer Ansatz zu philosophischem und theologischem Nachdenken sein. Der Gedanke nach einem Weiterleben in einem Jenseits verlangt nach weiterer Reflexion. Ihn einfach schnöde verwerfen mag ich nicht; ihn mit religiösen Vorgaben zu füttern, widerstrebt mir ebenso.

Im Moment verbleibt mir einfach ein Urvertrauen, dass jener Gott, an den ich glaube, nicht einfach alles, das er geschaffen hat, wieder auslöscht, sondern dass das, was er entstehen und wachsen lässt, auch einer guten Fortführung (nicht einem Ende!) zuführen wird, mich eingeschlossen. Dass dies nur auf einer geistigen, materieabgelösten Ebene stattfinden kann, scheint mir evident zu sein.

Wie ich noch ausführen werde, glaube ich an einen Gott, der das ganze Universum geschaffen hat und es weiter in seiner Evolution am Leben erhält. Alle seine Eigenschaften kulminieren in einer unendlichen Liebe, an der die ganze Schöpfung, also auch die irdische Menschheit, teilhat. Deshalb kann ich mir nicht vorstellen, dass diese Liebe auch das totale Auslöschen seiner geistbegabten Geschöpfe gestatten wird. Doch wie das geschehen könnte, entzieht sich meiner beschränkten Vorstellungskraft und auch der heutige Stand der Wissenschaft offeriert keine Lösung. Mag sein, dass das etwas mit dem zu tun hat, was man gemeinhin als „Himmel“, als „Paradies“ oder als „Nirwana“ bezeichnet. Doch hat nach meinem Geschmack bisher allzu viel menschliche Fantasie den Inhalt dieser künftigen Zustände (nicht Orte) ausgemalt. Doch was soll’s mich kümmern, da dies noch mehrere Milliarden Jahre in der Zukunft liegt?

Mehr kümmern darf uns die näherliegende Zukunft. Was, wenn sich die Menschheit durch Waffen selber auslöscht? Was, wenn die Menschheit durch ihr Verhalten das lebenstragende Umfeld so verändert, dass sie allmählich als Gattung stirbt? Was, wenn die Natur verrückt spielt und – den Dinosauriern ähnlich – der Menschheit die Existenzgrundlage entzieht?

Nun, bei letzterem hätten wir einfach Pech gehabt. Bei den anderen Gründen wären wir unserer Verantwortung nicht gerecht geworden, die darin besteht, dafür zu sorgen, dass sich die Evolution mit unserem Zutun weiterentwickelt. Wäre das dann eine Katastrophe für das Universum? Ich glaube nicht. Wie ich andernorts ausführe, wimmelt das Universum aller Wahrscheinlichkeit nach von Leben, auch von intelligentem Leben. So wie sich trotz Aussterben der Dinosaurier das Leben auf anderen Pfaden weiterentwickelt hat, wird es sich im riesigen Universum weiterentwickeln, auch wenn es uns auf dieser Erde, dieser Randexistenz, diesem Stäubchen, nicht mehr geben sollte.

Die Ausdehnung des Universums kann man nicht nur in eine Richtung, jene der Zukunft, betrachten, sondern sie auch zurückverfolgen, hin zum Ursprung. Davon im nächsten Kapitel mehr.

Konklusion: Licht ist uns in vielerlei Aspekten geschenkt. Licht leuchtete in die Finsternis. Licht erhellt Natur und Geist. Licht ist Symbol für das, was uns in einer künftigen Welt nach dem Tod erwarten soll. Licht ein Zwilling mit der Liebe?

Licht mit seinem ganzen Bündel an Eigenschaften ist aber auch ein bedeutender Schlüssel zur Entdeckung und Erkenntnis unserer Welt.

Licht auch in der Transzendenz! (Ausrufe- oder Fragezeichen?)