Melden Sie sich für den Wissenschaftsnewsletter Wonder Theory von CNN an. Erkunden Sie das Universum mit Nachrichten über faszinierende Entdeckungen, wissenschaftliche Fortschritte und mehr.
CNN
—
In ihren gewalttätigen Anfangsjahren war die Erde eine geschmolzene Höllenlandschaft, die den Mond nach einer feurigen Kollision mit einem anderen Protoplaneten ausgestoßen hat, vermuten Wissenschaftler jetzt. Später verwandelte es sich von einer wässrigen Fläche in einen riesigen Schneeball, der fast alles existierende Leben auslöschte.
Dann fegten Hyper-Hurrikane mit bis zu 300 Fuß hohen Wellen über den frisch aufgetauten Ozean. Aber das ist nichts im Vergleich zu den himmlischen Turbulenzen und Feuerwerken in den 9 Milliarden Jahren vor der Geburt unseres Planeten.
Das kommende Buch des Wissenschafts- und Geschichtsdokumentaristen Dan Levitt, „What’s Gotten Into You: The Story of Your Body’s Atoms, From the Big Bang Through Last Night’s Dinner“, ruft eine Reihe beeindruckender und oft eindringlicher Bilder hervor, um nachzuzeichnen, wie unsere Zellen, Elemente und Atome funktionieren und subatomare Teilchen fanden alle ihren Weg zu unseren Gehirnen, Knochen und Körpern. Das Buch erscheint am 24.
„Jetzt wissen wir, dass der Ursprung des Universums, die Entstehung von Elementen in Sternen, die Erschaffung des Sonnensystems und der Erde und die frühe Geschichte unseres Planeten unglaublich turbulent waren“, sagte Levitt gegenüber CNN.
Die fast unfassbaren Explosionen, Kollisionen und Temperaturen waren jedoch lebensnotwendig.
Eine Störung in Jupiters Umlaufbahn zum Beispiel könnte einen Hagel von Asteroiden zur Erde geschickt haben und dabei den Planeten mit Wasser übersät haben. Und das geschmolzene Eisen, das den Erdkern bildet, hat ein Magnetfeld erzeugt, das uns vor kosmischer Strahlung schützt.
„So viele Dinge sind passiert, die auch anders hätten ausgehen können“, sagte Levitt, „in diesem Fall wären wir nicht hier.“
Die Rekonstruktion der epischen Schritt-für-Schritt-Reise unserer Atome über Milliarden von Jahren, sagte er, habe ihn mit Ehrfurcht und Dankbarkeit erfüllt.
„Manchmal, wenn ich Menschen ansehe, denke ich: ‚Wow, ihr seid so unglaubliche Organismen, und unsere Atome teilen alle dieselbe tiefe Geschichte, die bis zum Urknall zurückreicht’“, sagte er. Er hofft, dass die Leser erkennen, „dass selbst die einfachste Zelle unglaublich komplex ist und großen Respekt verdient. Und alle Menschen sind es auch.“
Unsere Körper enthalten etwa 60 Elemente, einschließlich der nach dem Urknall freigesetzten Wasserstoffflut und des Kalziums, das von sterbenden Sternen, den sogenannten Roten Riesen, gebildet wird. Als Levitt die Beweise dafür zusammenstellte, wie sie und komplexere organische Moleküle zu uns gelangten, webte er die turbulente Geschichte des wissenschaftlichen Prozesses selbst ein.
Ursprünglich wollte er die Turbulenzen im Universum nicht mit Umwälzungen in der wissenschaftlichen Welt parallelisieren, aber es gehörte definitiv dazu. „So viele wissenschaftliche Gewissheiten wurden über den Haufen geworfen, seit unsere Urgroßeltern am Leben waren“, sagte er. „Das ist Teil des Spaßes an dem Buch.“
Nachdem Levitt seinen ersten Entwurf fertiggestellt hatte, stellte er zu seiner Überraschung fest, dass ein Teil der wissenschaftlichen Turbulenzen auf verschiedene Arten wiederkehrender Vorurteile zurückzuführen war. „Ich wollte in die Köpfe von Wissenschaftlern eindringen, die große Entdeckungen gemacht haben – um ihre Fortschritte zu sehen, wie sie es taten, und zu verstehen, wie sie damals aufgenommen wurden“, sagte er. „Ich war überrascht, dass fast jedes Mal die erste Reaktion auf bahnbrechende Theorien Skepsis und Ablehnung war.“
Im gesamten Buch wies er auf sechs wiederkehrende mentale Fallen hin, die selbst brillante Köpfe geblendet haben, wie die Ansicht, dass es „zu seltsam ist, um wahr zu sein“ oder dass „wenn unsere aktuellen Tools es nicht erkennen, es nicht existiert. ”
Albert Einstein zum Beispiel hasste zunächst die seltsame Idee eines expandierenden Universums und musste im Laufe der Zeit von Georges Lemaître, einem wenig bekannten, aber hartnäckigen belgischen Priester und Kosmologen, überzeugt werden. Stanley Miller, der „Vater der präbiotischen Chemie“, der auf geniale Weise die Bedingungen der frühen Erde in Glaskolben simulierte, war ein notorisch erbitterter Gegner der Hypothese, dass sich Leben in der Tiefsee entwickelt haben könnte, angetrieben von mineralreichen Enzymen und überhitzten Quellen . Usw.
„Die Geschichte der Wissenschaft ist übersät mit großartigen Erklärungen älterer Staatsmänner über Gewissheiten, die bald wieder aufgehoben würden“, schreibt Levitt in seinem Buch. Zum Glück für uns ist die Wissenschaftsgeschichte auch voll von Radikalen und Freidenkern, die es genossen, Löcher in diese Äußerungen zu stechen.
Levitt beschrieb, wie viele der Sprünge nach vorne von Forschern gemacht wurden, die nie die gebührende Anerkennung für ihre Beiträge erhielten. „Ich fühle mich zu unbesungenen Helden mit dramatischen Geschichten hingezogen, die die Leute noch nie zuvor gehört haben“, sagte er. „Deshalb freute ich mich, dass viele der packendsten Geschichten in dem Buch von Menschen handelten, von denen ich nichts wusste.“
Es sind Wissenschaftler wie die österreichische Forscherin Marietta Blau, die Physikern geholfen hat, einige der ersten Anzeichen subatomarer Teilchen zu sehen; Der niederländische Arzt und Philosoph Jan Ingenhousz, der entdeckte, dass sonnenbeschienene Blätter durch Photosynthese Sauerstoff erzeugen können; und die Chemikerin Rosalind Franklin, die maßgeblich an der Ausarbeitung der dreidimensionalen Struktur der DNA beteiligt war.
Wunder des Universums
Der Blitz zu neuen Ideen schlug oft unabhängig voneinander auf der ganzen Welt ein. Zu seiner Überraschung stellte Levitt fest, dass mehrere Wissenschaftler plausible Szenarien dafür ausgearbeitet hatten, wie die Bausteine des Lebens begonnen haben könnten, sich zusammenzusetzen.
„Unser Universum ist voll von organischen Molekülen – viele von ihnen sind Vorläufer der Moleküle, aus denen wir bestehen“, sagte er. „Also wechsele ich zwischen dem Gedanken, dass es einfach so unwahrscheinlich ist, dass Kreaturen wie wir existieren, und dem Gedanken, dass Leben an vielen Orten im Universum existieren muss.“
Nichts an unserer eigenen Reise vom Urknall war jedoch geradlinig.
„Wenn Sie versuchen, sich vorzustellen, wie sich das Leben aus den ersten organischen Molekülen entwickelt hat, muss es ein ruckartiger Prozess gewesen sein, voller verdrehter Pfade und Fehlschläge“, sagte Levitt. „Die meisten von ihnen müssen nirgendwohin gegangen sein. Aber die Evolution schafft aus unzähligen Experimenten über lange Zeiträume Gewinner.“
Die Natur hat auch eine Möglichkeit, die Bausteine zu recyceln, um neues Leben zu schaffen. Ein Nuklearphysiker namens Paul Aebersold fand heraus, dass „wir alle ein bis zwei Monate die Hälfte unserer Kohlenstoffatome austauschen und jedes Jahr volle 98 Prozent aller unserer Atome ersetzen“, schreibt Levitt.
Wie ein Haus, das ständig renoviert wird, verändern wir uns ständig und ersetzen alte Teile durch neue: unser Wasser, Proteine und sogar Zellen, von denen wir die meisten anscheinend alle zehn Jahre ersetzen.
Schließlich werden unsere eigenen Zellen ruhig werden, aber ihre Teile werden sich wieder zu anderen Lebensformen zusammenfügen. „Obwohl wir vielleicht sterben, tun unsere Atome das nicht“, schreibt Levitt. „Sie drehen sich in einem chemischen Karussell durch das Leben, den Boden, die Ozeane und den Himmel.“
Mit anderen Worten, genau wie der Tod von Sternen, eröffnet unsere eigene Zerstörung eine weitere bemerkenswerte Welt von Möglichkeiten.