Siegen: Das Baumhaus im Garten besteht aus Holz und Nägeln. Das Fahrrad hat einen Metallrahmen und zwei Räder. In der Erde wächst Baumwolle für T-Shirts. Alles, was wir sehen, besteht aus irgendetwas. Aber woraus besteht die Welt?
Das ist eine große Frage. Eine Antwort darauf suchten die Menschen schon immer. Der griechische Naturforscher Empedokles schrieb vor ungefähr 2500 Jahren auf, was die Gelehrten damals zu wissen glaubten. Die Welt bestehe aus vier Elementen: Feuer, Wasser, Erde und Luft. Alles andere würde sich aus diesen Grundstoffen zusammensetzen.
Experiment mit brennendem Holz
Als ein Beweis für diese Behauptung galt ein Experiment. Der Physikprofessor Carsten Busse beschreibt es: «Wenn man ein frisches Stück Holz verbrennt, dann fängt es Feuer. Es entsteht Rauch, also Luft; es treten Wassertropfen aus, und am Ende ist da Asche, also Erde.» Die alten Griechen dachten: Alles, was aus dem Stück Holz herauskommt, muss in diesem Holz enthalten sein.
Die Forscher damals ordneten sämtliche Dinge der Welt den vier Elementen zu. Dazu gehörten die Himmelsrichtungen, die unterschiedlichen Temperamente oder bestimmte geometrische Formen. Der Würfel, zum Beispiel, gehörte in den Bereich der Erde.
Die Denker im früheren Griechenland bemerkten auch, dass Feuer, Wasser, Erde und Luft verschiedene Eigenschaften besitzen. Feuer ist warm und trocken, Erde ist trocken und kalt, Wasser ist kalt und feucht, Luft ist feucht und warm. «Wissenschaft will Ordnung schaffen», erklärt Carsten Busse.
Neue Ordnung gesucht
Doch das Sortieren der Welt in Wasser, Feuer, Erde und Luft habe irgendwann nicht mehr funktioniert. «Das mit den vier Elementen passte nicht mehr», sagt der Fachmann.
Ein Naturforscher aus Irland brachte die Wissenschaft vor ungefähr 360 Jahren mit seinen Experimenten auf einen neuen Weg: Robert Boyle ließ als Element nur noch das gelten, was sich nicht in weitere Stoffe zerlegen ließ.
Vor etwas mehr als 200 Jahren entwickelten Wissenschaftler dann eine Liste: das Periodensystem der Elemente. Die Liste enthält 118 chemische Grundstoffe. Du wirst sie im Physik-Unterricht kennenlernen. Diese Grundstoffe lassen sich in Metalle unterscheiden wie Eisen oder Gold und in Nichtmetalle. Dazu gehören zum Beispiel Sauerstoff und Wasserstoff.
Heute weiß man, dass auch die 118 Elemente aus noch kleineren Teilen bestehen: aus Protonen, Neutronen und Elektronen. «Protonen und Neutronen sind wiederum zusammengesetzt, nämlich aus Elementarteilchen, den Quarks», erklärt der Experte.
In aufwendigen Experimenten untersuchen Forscher und Forscherinnen, wie sich diese kleinsten Teile verhalten. Das ist spannend: Denn aus ihnen besteht unsere Welt.
