Das, was wir heute als Himmel und Erde bezeichnen, war vor undenklichen Zeiten ein durcheinandergewirbeltes "Ding" von der Gestalt eines Eis. Inmitten dieses Eis aber formte sich ein Wesen, Pan Gu, das einem Menschen glich.

Nach achtzehntausend Jahren strebte alles, was hell und klar war innerhalb des Eis, empor und wurde zum Himmel. Alles Dunkle und Trübe hingegen senkte sich herab und wurde zur Erde. Pan Gu schwebte zwischen beiden und wuchs und wuchs - so wie auch Himmel und Erde wuchsen. Der Himmel wurde immer höher, die Erde immer fester und Pan Gu immer größer. So vergingen wiederum achtzehntausend Jahre.

So die chinesische Mythologie. Aber wie alt ist die Welt wirklich?

Wie ist ein Atom aufgebaut?

Der griechische Philosoph Leukipp (5. Jh. v. Chr.) folgerte, dass die Materie aus kleinsten Teilchen bestehen würde, die schließlich nicht mehr teilbar seien. Damit hatte er den Begriff Atom eingeführt – abgeleitet vom griechischen "átomos" = das Unteilbare.

Dass Atome nicht unteilbar, sondern aus noch kleineren Bausteinen zusammengesetzt sind, ist seit dem frühen 20. Jahrhundert bekannt. Dennoch hat es über 20 weitere Jahre bis zur Entwicklung von Modellen gedauert, die alle beobachteten Eigenschaften der Atome im Prinzip korrekt beschreiben können.

Was ist Radioaktivität?

Die meisten Isotope sind stabil, der Kern eines radioaktiven Isotops jedoch zerfällt spontan unter Freisetzung von Teilchen oder Strahlung und wird dabei zu einem anderen Element. Das ursprüngliche Atom nennt man "Mutteratom"und sein Zerfallsprodukt "Tochteratom". Radioaktivität ist also die Eigenschaft bestimmter instabiler Atomkerne, sich ohne äußere Einwirkung von selbst in andere Kerne umzuwandeln und dabei energiereiche Strahlung auszusenden.

Der Übergang vom Mutterisotop in das Tochterisotop geschieht nicht willkürlich, sondern mit einer für das Mutterisotop spezifischen konstanten Geschwindigkeit. Diese Geschwindigkeit wird durch die Halbwertszeit charakterisiert, das ist die Zeit, in der exakt die Hälfte der Mutterisotope zu Tochterisotopen zerfallen ist.

Weil die Zerfallsrate unabhängig ist von den geologischen Prozessen, die z. B. mit hohen Temperaturen und Drücken einhergehen, funktioniert der radioaktive Zerfall immer und überall in der gleichen Geschwindigkeit. Deshalb sind radioaktive Isotope äußerst zuverlässige Uhren für die Altersbestimmung.

Der amerikanische Geochemiker Clair Patterson (1922 – 1995) hatte in den 1950er Jahren eine brillante Idee. Er wusste, dass Meteoriten Materiebruchstücke aus unserem Sonnensystem sind, die gleichzeitig mit der Erde und den anderen Planeten entstanden sind. Aber im Gegensatz zu den Gesteinen auf der Erde, die im Kreislauf der Gesteine einem steten Wandel unterliegen, haben sich Meteorite kaum verändert, so dass ihr Isotopenverhältnis seit Beginn des Sonnensystems weitgehend unverändert vorliegen müsse. Diese kontinuierliche, ungestörte Entwicklung des Isotopenzerfalls müsste die Möglichkeit bieten, das Alter der Erde exakt zu datieren.

Der amerikanische Astronom Edwin Hubble (1889 – 1953) entdeckte 1929 bei der Beobachtung ferner Galaxien, dass die Lichtwellen, die er von diesen Galaxien einfing, eine Rotverschiebung ihrer Spektrallinien zeigten. Hubble stellte außerdem fest, dass das Licht ferner Sterne umso stärker rotverschoben ist, je weiter sie von der Erde entfernt waren.

Diesen Verschiebungseffekt kennt man aus der Akustik, dort ist es der sogenannte Dopplereffekt: Wenn ein schnell fahrendes Auto auf uns zufährt, werden die Schallwellen quasi "gestaucht", also die Frequenz erhöht und das Motorengeräusch klingt höher. Wenn es an uns vorbeifährt und sich von uns entfernt, werden die Schallwellen "gedehnt" und das Motorengeräusch wird schlagartig tiefer.

Auch jede Lichtquelle, die von uns weg fliegt, sendet "röteres" Licht aus, die Lichtwellen werden "gedehnt", sodass die Spektrallinien ins Rote verschoben sind. Und je schneller sie sich entfernen, desto stärker die Rotverschiebung.