Energiebilanz
Vor ungefähr 13.7 Milliarden Jahren passierte der Urknall. Der Urknall war dabei kein Knall im physikalischen Sinne, sondern eine Singularität bestehend aus Energie, die auf kleinstem Raum zusammengeballt war und durch Fluktuationen instabil wurde. Diese Fluktuationen führten zu einer Kettenreaktion und ließen das Universum entstehen, wobei es sich innerhalb von weniger als einer Quintillionstel Sekunde auf nahezu seine heute Größe ausdehnte und dabei die erste Energietransformation stattfand. Dieser Prozess wird auch als kosmische Inflation bezeichnet und bildete den Raum und die Zeit. . Durch diese starke Expansion kam es zu einer massiven Abkühlung des Universums, was dazu führte, dass durch Quantenfluktuationen die ersten Prototeilchen, die Atombausteine gebildet wurden. Ungefähr zehn Sekunden nach dem Urknall entstand dann aus den Atombausteinen das erste Element, der Wasserstoff. Nachdem nun also die ersten Atome gebildet waren, kam es aufgrund von einer unterschiedlichen Verteilung der Materie innerhalb des Universums zu Regionen, in denen die Gravitation zu einer Clusterbildung der Materie führte. Die immer größer werdenden Cluster aus Materie verdichteten sich und erreichten immer mehr Masse, was ab einem bestimmten Punkt dazu führte, dass in dem entstandenen hochverdichteten Massekern die Kernkraft überwunden wurde und Atomkerne miteinander verschmelzen konnten. . Diesen Prozess bezeichnen wir als Kernfusion, welcher kosmisch betrachtet die Geburtsstunde eines Sterns ist. Die Sterne waren also für die Erzeugung der Elemente im Universum verantwortlich und über die Jahrmilliarden entstand das Universum, so wie wir es heute kennen und ebenfalls nahezu alle Elemente, die im Periodensystem bekannt sind. Wenn wir nun aber schauen, wie die Energiebilanz dieser ganzen Prozesse aussieht, dann stellen wir fest, dass seit Beginn des Urknalls die Gesamtenergiemenge im Universum unverändert ist.
Evolution
Durch die Bedingungen unseres Sonnensystems war die Anzahl der Elemente auf unserer Erde vorgegeben. Es gab aber ebenso schon Moleküle aus dem Weltall, wie das Wasser. Dieses Wasser sammelte sich gasförmig in der Atmosphäre der heißen Erde. Nachdem unsere Erde sich immer weiter abkühlte, bildete sich durch die Verflüssigung des Wassers der Urozean, da es über einen Zeitraum von ungefähr 40.000 Jahren ununterbrochen regnete. Nach der Bildung des Ozeans blieb die Erde für Milliarden von Jahren ein Planet mit einer Oberfläche aus Wasser und Gestein. Evolutionär betrachtet passierte also nichts. Doch durch die Zeit kam es zu spontanen und zufälligen Kovalenzbindungen einzelner Atome an deren Valenzelektronen. Anders ausgedrückt, es entstanden die ersten Molekülketten. Daraus bildete sich unter anderem das Zuckermolekül und somit ein Grundbaustein der DNA. Durch die unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften der Elemente kam es bei den Molekülketten dazu, dass es hydrophobe, also wasserabweisende und hydrophile, also wasseranziehende Molekülenden gab. Im Urozean bildete sich dadurch aus der Kette eine Kugel, da eine Kugel die geometrisch beste Form darstellt, um Druck gleichmäßig zu verteilen und dem Wasser auszuweichen. Diese Kugel ist der Beginn der Zellkernbildung, die dazu führte, dass sich die ersten Einzeller bildeten. Während die ersten Einzeller noch auf die Chemosynthese der Unterseevulkane in den Tiefen des dunklen Ozeans angewiesen waren, kam es später zu Lebewesen, die näher an der Oberfläche durch Evolution die Fähigkeit entwickelten, die Lichtenergie der Photonen, also der Sonnenenergie nutzbar zu machen. Sie betrieben also Photosynthese und diese Fähigkeit läutete den Beginn der großen Sauerstoffkatastrophe ein, der zu einem massiven Anstieg des atmosphärischen Sauerstoffs führte. Da Sauerstoff ein sehr reaktionsfreudiges Element ist und somit die Möglichkeit besteht einfacher das Energieniveau zu ändern als durch Photosynthese, waren die Grundlagen geschaffen, um vielzelliges Leben zu ermöglichen. Die besseren Möglichkeiten der aerob, also Sauerstoff atmenden Lebewesen, führten zum komplexen Leben der Fauna, also der Tierwelt. Diese Energietransformationsprozesse geschahen über einen Zeitraum von ungefähr zwei Milliarden Jahren. Die dabei entstandenen Lebewesen des Wassers begannen aus Schutz vor Feinden an die Ufer des Ozeans zu schwimmen und führten damit zum Prozess des Landgangs, der die Besiedelung der Landmassen durch vielzellige Lebewesen ermöglichte. Aus diesem Grund sind Embryonen jeglicher Vielzeller auch in Flüssigkeiten innerhalb des Mutterbauchs gelagert und deren Organismus auf Wasser angewiesen. Und aus dieser riesigen Anzahl an Zuckermolekülen und daraus bestehenden Vielzellern entstand der Mensch, der heute die Erde bevölkert.
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