Inhalt
Vorwort
Vorwort für ein großartiges Unterfangen
Wie die Physik zu mir kam
1 Wellenreiter
Das Licht und sein Doppelleben
1.1 Welle oder Teilchen?
Warum sich das Licht nicht in Schubladen stecken lässt
Wie Newton das Licht auseinandernahm
Der Streit beginnt
Die Eigenschaften von Wellen und Teilchen
Die Korpuskeltheorie
Das Huygens’sche Prinzip
Wer hatte recht?
Das Doppelspaltexperiment
Der Welle-Teilchen-Dualismus
Doppelspaltexperiment 2.0
1.2 Was die Welt im Innersten zusammenhält
Ein Einblick in das Reich der Quantenmechanik
Die große Revolution des ganz Kleinen
Die Erkenntnisse der Quantenrevolution
Die Heisenberg’sche Unschärferelation
Warum sehen wir überhaupt etwas?
Sockenversuch Nummer 1
Sockenversuch Nummer 2
Sockenversuch Nummer 3
Zurück beim Welle-Teilchen-Dualismus
Bilderverbot
Unwahrscheinlich unwahrscheinlich
1.3 Ein Photon kommt selten allein
Das Licht in seiner Rolle als Elementarteilchen
Die Suche nach den Zutaten des Universums
Die Eigenschaften der Elementarteilchen
Das Photon und sein Bekanntenkreis
Fermionen sind verfeindet
Bosonen lieben sich
Halb oder ganz? Die Sache mit dem Spin
Kommunismus pur
Das Kräftemessen der Bosonen
Das Photon
1.4 Das Licht zeigt sein Gesicht
Über eine Kraft namens Elektromagnetismus
Der elektromagnetische Dreiklang
Beinahe blind
Unterwegs auf kurzen Wellen
Unterwegs auf langen Wellen
Ins Rote verschoben
Licht ist Information
Licht wird geboren
Wie das Licht schwingt
1.5 Photon liebt Elektron
Wie das Licht Materie sichtbar macht
Der etwas andere Jo-Jo-Effekt
Vom Verschlucken und Wiederausspucken
Die Geburtshelfer des Lichts
Wenn das Photon mit dem Elektron …
Die Pigmentierung der Materie
2 Zurück in die Vergangenheit
Warum nichts schneller ist als das Licht
2.1 Scheitern an der Schnelligkeit
Wie das Licht der Wissenschaft lange Zeit davoneilte
Dem Licht auf der Spur
Das berühmteste misslungene Experiment aller Zeiten
2.2 Jonglieren mit Raum und Zeit
Warum die Lichtgeschwindigkeit schuld daran ist, wenn der Verstand seinen Dienst quittiert
Einstein und das Licht
Die Gedanken sind frei – Raum und Zeit sind es nicht
Kissenkonstellation, die erste
Kissenkonstellation, die zweite
Kissenkonstellation, die dritte
Die Sturheit des Lichts
Kistenkonstellation, die erste
Kistenkonstellation, die zweite, und die Dehnung der Zeit
Kistenkonstellation, die dritte, und das Stauchen der Länge
Kistenkonstellation, die vierte, und das Zunehmen der Masse
Aus Jahren Tage machen
Die anderstickende Welt
2.3 Das Ewiggestrige
Warum wir niemals sehen werden, was wirklich gerade passiert
Die Geschichte des Universums von hinten aufrollen
Unsere Reise in die Vergangenheit beginnt
3 Kalt, klein, allein
Die Sonne als unteres Mittelmaß
3.1 Rätselhaftes Dauerfeuer
Das große Grübeln über die Energiequelle der Sonne
Warum scheint eigentlich die Sonne?
3.2 Energie für Einsteiger
Eine kleine Vorstellungsrunde ihrer Erscheinungsformen
Ohne Energie geht gar nichts
Thermische Energie und Temperatur
Äquivalenzmasse und gravitative potenzielle Energie
3.3 Wie heiß, wie groß, wie schwer?
Eine Bestandsaufnahme unserer Sonne
Die Anarchie der geladenen Teilchen
Fakten, Fakten, Fakten
3.4 Schwindelnde Höhen
Eine Exkursion in die Sonnenatmosphäre
Weitab vom Schuss
Eine starke Brise
Die Schlechtwetterfront der Sonne
3.5 Das Sprungbrett des Lichts
An der Sonnenoberfläche geht es rund
Kein fester Boden unter den Füßen
Alles andere als makellos
Irrungen und Wirrungen
Der Wunsch der Sonne nach Veränderung
Eisige Zeiten
3.6 Das Licht als Kämpfernatur
Warum die Photonen in der Sonne nichts zu lachen haben
Eine Fahrkarte Richtung Ausgang, bitte!
Auf Zickzackkurs
Drückend heiß
3.7 Von einem Element zum nächsten
Warum sich Kernreaktionen lohnen
Grundkurs Kernphysik, Lektion 1: Die Kernladung
Grundkurs Kernphysik, Lektion 2: Fusion und Fission
Eigentlich zu kalt und klein, um ein echter Stern zu sein
Ominöses Durchtunneln
Die Sonne verbrennt ineffizient
3.8 Kochrezept für eine Portion Energie
Aus Wasserstoff wird Helium
Proton trifft Proton
1 plus 1 ist weniger als 2
3.9 Alles eine Frage der Balance
Die Sonne und ihr Gleichgewichtssinn
Ganz schön raffiniert
Die Sonne wächst und schrumpft zugleich
4 Wolkenbruch
Von kühlen Krümeln zum strahlenden Stern
4.1 Alles dreht sich um die Sonne
Eine Inventur des Sonnensystems
Ein strenges Regiment
Vor allem leerer Raum
In direkter Nachbarschaft – die terrestrischen Planeten
Der mickrige Merkur
Die rechtsdrehende Venus
Der Glücksfall Erde
Der massive Mond
Der rostige Mars
Der krümelige Asteroidengürtel
In weiter Ferne – die jovianischen Planeten
Der wuchtige Jupiter
Der extravagante Saturn
Der umgefallene Uranus
Der knallblaue Neptun
Der Sonderling Pluto im eisigen Kuipergürtel
Die chaotische Oort’sche Wolke
4.2 Kampf der Kräfte
Wie die Sonne sich in ihre Existenz stürzte
Die Nebulartheorie
Gravitation versus thermischer Druck
Vom Vorhauptreihenstern zum Hauptreihenstern
Vom Protostern zum Vorhauptreihenstern
Die Fülle der Hülle
Leise rieselt der Staub …
Wie die Sonne ihre Rotation loswurde
Lichtkeulen im Doppelpack
4.3 Die Reste vom Feste
Wie aus Krümeln Planeten entstanden
Die Überreste der Sternentstehung
Mond, wo kommst du denn her?
Auch Planeten fingen einmal klein an
Sternenpaare
4.4 Kleine Krümel, große Wirkung
Die ersten Gehversuche unseres werdenden Sterns
Viel Wirbel um die Sonne
Freier Fall
Lichte Dichte
4.5 Kühlende Moleküle und andere praktische Dinge
Wege zur klirrenden Kälte, damit ein heißer Stern entstehen kann
Vom Molekül zum Stern
Staub als praktisches Helferlein
Die Wolke schwitzt
Zappeln und Rotieren
Elektronen-Pingpong
Grüppchenbildung
Zwei Phänomene mit seltsamen Namen
Magnetfelder – Fluch und Segen für den Kollaps
Wie der Ball ins Rollen kam
5 Die dunklen Zeiten sind vorbei
Der erste Stern macht das Licht an
5.1 Startschuss für den Kollaps
Warum unsere Molekülwolke in sich zusammenbrach
Turbulente Teilchen
Eine rasende Blase
Ein platzender Stern
5.2 Die Sache mit dem Sternenstaub
Wiederverwertung im All
Ein Stern geht, der nächste kommt
92 Prozent Sternenstaub
5.3 Der erste Stern vergeht
Der Materiekreislauf beginnt
I, II oder III?
Die Egozentriker unter den Sternen
Andenken im All
5.4 Damit die Chemie stimmt
Wie die schweren Elemente entstehen
Nutzen und Aufwand
Heiße Protonenküche
Schnelle Neutronenküche
Gemütliche Neutronenküche
Sternenzwiebel
Untätiges Eisen
Das Silicium brennt!
Gefangenes Helium
Der Sauerstoff brennt!
Das Neon brennt!
Der Kohlenstoff brennt!
Das Helium brennt!
Der Wasserstoff brennt!
Ausgebrannt …
5.5 Mutation zur Zwiebel
Schichtarbeit in einem sterbenden Stern
Eine Schicht jagt die nächste
Da waren es nur noch vier …
Da waren es nur noch drei …
Da waren es nur noch zwei …
Rote Riesen auf Diät
Wasserstoff ist aus
Vom Unterriesen zum Roten Riesen
Die Ruhe vor dem Sturm
Übrigens …
5.6 Nichts als Schatten
Wenn selbst das Licht nicht mehr entkommen kann
Historische Überlegungen zu Schwarzen Löchern
Schwarz, schwer, singulär
Sturz ins Bodenlose
Informationsverweigerer
Vorsicht, bissig: Relativitätstheorie trifft Quantenmechanik
Hinterm Horizont …
Licht in der Linse
Wegen der Raumzeitkrümmung machen sich Schwarze Löcher durch den Gravitationslinseneffekt indirekt sichtbar, indem sie Photonen zusammenbündeln.
Knautschsonne
Zeitlos
5.7 Es werde Licht!
Der erste Stern wird geboren
Kurswechsel im Kosmos
Metallmangel
Erschwerte Startbedingungen
Das Licht geht an
Die Population-III-Sterne lassen noch auf sich warten
6 Vorhang auf
Das Licht lernt laufen
6.1 Lückenhaft
Das Zeitalter des Kontrasts
Die Ära der Galaxien
6.2 Nicht viel mehr als einfach nur schwer
Von Dunkler Materie und düsteren Zeiten
Schwer unsichtbar
Machos
Weicheier
Tiefe Töpfe
Die Ära der Atome
6.3 Unglaublich, unerhört und unverschämt
Das Universum hatte einen Anfang
Hubbles Glückstreffer
Gestern kleiner als heute
6.4 Hinter kosmischen Gardinen
Das Zeitalter der Helligkeit
Erst hell, dann dunkel
Taubenkot und andere merkwürdige Vorfälle
Hintergrundrauschen
Die Unabhängigkeitserklärung der Materie
Fast zu perfekt, um wahr zu sein
7 Der Tag ohne Gestern
Eine logische Katastrophe und ihre Folgen
7.1 Dunkel, dünn, kalt und alt
Vom heutigen Universum zur Urknalltheorie
Das Echo des Urknalls
7.2 Energie liegt in der Luft
Kernreaktionen unter freiem Himmel
Die Ära der Atomkerne
Die Nukleosynthese-Ära
Hallo, Helium!
Das Schicksal der Neutronen
7.3 Eins gegen eine Milliarde
Vom Schicksal des letzten Antiteilchens
Die Hadronen-Ära
7.4 Das letzte Zerwürfnis
Vom Ausflocken der Kräfte
Die elektroschwache Ära
7.5 Inflationär!
Alles wird GUT
Die Große Vereinheitlichte Theorie
Fragen über Fragen
Inflationäre Klümpchenbildung
Inflationärer Einheitsbrei
Inflationär platt gedrückt
Beweise, bitte!
7.6 Katastrophale Kausalität
Der Anfang ohne Anstoß
Die Planck-Ära
Der erste Symmetriebruch
Und was war davor?
7.7 Licht im Dunkel
Von zufälligen Absichten
Im Sternenwald
Danke, Licht!
Anhang
Nachwort
Index
Bibliografie