Der ehrwürdige Qurân enthält eine eigene Sûra namens „Al-Hadîd“ (das Eisen), die in einem ihrer Verse folgende zwei Tatsachen betont:
- dass Eisen auf die Erde herabgesandt wurde, sprich himmlischen (außerirdischen) Ursprungs ist, und
- dass Eisen starke Gewalt und Nutzen für die Menschen enthält.
Dieser Qurân-Vers lautet: „… Und Wir haben das Eisen herabkommen lassen. In ihm ist starke Gewalt und Nutzen für die Menschen …“ (Sûra 57:25).
Wir wissen, dass Eisen das häufigste Element in der Gesamtzusammensetzung der Erde (>35% der Gesamtmasse) und das vierthäufigste Element in der Erdkruste (5,6%) ist. Diese Beobachtung hat zur logischen Schlussfolgerung geführt, dass der Großteil des Eisens der Erde unter der Erdkruste versteckt sein muss (sowohl im Kern, als auch im Erdmantel). Wenn dies der Fall sein sollte, wie kann dieses Element dann, wie im obengenannten Quran-Vers erwähnt, auf die Erde herabgesandt worden sein? Und wie konnte es durch die Außenkruste der Erde in die inneren Mantel- und Kernzonen vordringen?
Um diese Fragen zu beantworten, muss die Erde als Teil des gesamten Kosmos betrachtet werden, von dem sie abgesondert wurde, und nicht lediglich als isolierte Entität. In diesem Zusammenhang haben neueste kosmologische Entdeckungen Folgendes bewiesen:
Wasserstoff (das einfachste und leichteste uns bekannte Element) ist mit Abstand das am häufigsten vorkommende Element im beobachteten Universum.
Nach dem im Universum vorherrschenden Wasserstoff stellt Helium (das zweite Element im Periodensystem der Elemente) das am zweithäufigsten vorkommende Element dar; es ist zehn Mal seltener als Wasserstoff.
Diese zwei leichten Kerne Wasserstoff und Helium bilden den größten Prozentsatz des beobachteten Universums, während schwerere Elemente lediglich durch Spuren repräsentiert werden, die 1-2% ihrer Gesamtmasse nicht überschreiten und in bestimmten Himmelskörpern lokal konzentriert sind.
Diese grundlegenden Entdeckungen haben zu dem wichtigen Schluss geführt, dass Wasserstoffkerne die grundlegenden Bausteine sind, aus denen alle anderen Elemente erzeugt wurden und momentan im Prozess der Kernfusion erzeugt werden. Dieser Prozess (die Nukleosynthese von Elementen durch Kernfusion) ist selbsterhaltend, äußerst exotherm (das heißt, er setzt übermäßig große Mengen an Energie frei) und der Ursprung der sehr heißen und glühenden Beschaffenheit aller Sterne.
Die Kernfusion in unserer Sonne erzeugt hauptsächlich Helium und eine sehr begrenzte Menge an geringfügig schwereren Elementen. Der Prozentsatz von Eisen in der Sonne wird auf ungefähr 0,0037% geschätzt. Mit dem Wissen, dass die Erde sowie alle anderen Planeten und Satelliten in unserem Sonnensystem eigentlich von der Sonne abgetrennt wurden, die kein Eisen erzeugt, kam eine weitere Frage auf:
Woher stammt die gewaltige Menge Eisen auf unserer Erde?
Eine Sekunde nach dem „Urknall“ bewegte sich die Temperatur des frühen Universums schätzungsweise im Bereich von zehn Milliarden °C.
Unsere Sonne ist ein anspruchsloser Stern mit einer Oberflächentemperatur von 6.000 °C und einer Innenkerntemperatur von 15.000.000 °C. Derartige Werte liegen weit unter den berechneten Temperaturwerten, die für die Erzeugung von Eisen durch den Prozess der Kernfusion (der 5 x 109 K übersteigt) benötigt werden. Dementsprechend wurde nach anderen, wesentlich heißeren Quellen als die Sonne als mögliche Anlagen für die Erzeugung von Eisen im beobachteten Universum gesucht. Eine mögliche Quelle übermäßiger Hitze war die „Urknall“-Explosion der Anfangssingularität, aus der unser Universum entstand (vergleiche Bott, 1982). Allerdings weisen fast alle Spekulationen über dieses Ereignis darauf hin, dass sich kurz nach dem „Urknall“ die Materie in einem derart rudimentären Zustand befand, dass lediglich Wasserstoff und Helium (mit möglichen Spuren von Lithium) erzeugt worden sein konnten. Nochmals: Wenn jegliche Spuren von Eisen in dieser Phase erzeugt worden wären, dann wäre das Eisen gleichmäßiger im beobachteten Universum verteilt, was nicht der Fall ist.
Es wurde berechnet, dass sich eine Sekunde nach dem „Urknall“ die Temperatur des anfänglichen Universums im Bereich von zehn Millionen Grad Celsius bewegte. Es ist visualisiert, dass das anfängliche Universum in dieser Phase die Form einer stetig expandierenden, großen Rauchwolke hatte, die hauptsächlich aus einfachen Materie- und Energiearten wie Neutronen, Protonen, Elektronen, Positronen (Antielektronen), Fotonen und Neutrinos bestand. Gamow und Andere prognostizierten (1948), dass Strahlung in Form von Fotonen aus dieser sehr heißen anfänglichen Phase des Universums um das beobachtete Universum herum immer noch vorhanden ist und die Erde aus allen Richtungen mit gleicher Stärke erreicht. Diese Prognose wurde später von Penzias & Wilson (1965) durch deren Entdeckung der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung, die aus allen Richtungen im beobachteten Universum mit gleicher Intensität einher mit einer Resttemperatur kommt, die auf lediglich wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt (-273°C) reduziert ist, als wahr belegt.
Man vermutet, dass in den ersten drei Minuten der Geschichte unseres Universums Neutronen entweder in Protonen und Elektronen zerfielen oder sich mit anderen Neutronen zusammenschlossen und Deuterium (oder schweren Wasserstoff) erzeugten, das sich verbinden konnte, um Helium zu bilden. Helium-Kerne können ihrerseits teilweise verschmelzen und Lithium-Spuren (das dritte Element im Periodensystem) erzeugen. Allerdings vermutet man, dass kein schwereres Element als dieses in Folge der „Urknall“-Explosion erzeugt wurde (vergleiche Weinberg, 1988; Hawking, 1990; usw.). Als Konsequenz wird vermutet, dass der gesamte Wasserstoff und ein Großteil des Heliums umgehend nach dem „Urknall“ erzeugt wurden, während man vermutet, dass das restliche Helium durch die Verbrennung von Wasserstoff im Inneren der „Hauptreihensterne“, wie beispielsweise unsere Sonne, stetig erzeugt wurde.
Man glaubt, dass die Schwerkraft nach der „Urknall“-Explosion Rauchwolken zusammenzog und riesige Zusammenballungen von Materie formte. Die ständige Kontraktion dieser Zusammenballungen erhöhte schließlich deren Temperatur. Dies geschah auf Grund der Wechselwirkung zwischen den aufeinanderprallenden Teilchen und dem Druck, der durch die große Anziehungskraft erzeugt wurde. Als sich die Temperatur der 15-Millionen-Grad-Celsius-Marke näherte, wurden die Elektronen in den neu gebildeten Atomen abgetrennt, worauf sie einen Plasmazustand erzeugten. Die kontinuierliche Kontraktion ging weiter, bis sich die Teilchen im Plasma mit derart hohen Geschwindigkeiten bewegten, dass sie begannen, Wasserstoff zu Helium zu schmelzen, wobei sie Sterne hervorbrachten, die ausreichend Energie besaßen, um einen nach außen gerichteten Zentrifugalkraft-Stoß (Druck) zu erzeugen, der mit dem nach innen gerichteten Sog der Anziehungskraft ein Gleichgewicht bildete.
Supernovas entstehen durch die Erschöpfung der Treibstofflieferungen der Nova (des neuen Sterns).
Erst kürzlich wurde bewiesen, dass Elemente, die schwerer als Lithium sind, gegenwärtig durch den Prozess der Kernfusion in den Kernen gewaltiger Sterne (mindestens zehn Mal so groß wie unsere Sonne) in einem späten Entwicklungsstadium synthetisiert werden. Es wurde beobachtet, dass derartig gewaltige Sterne Helium zu Kohlenstoff, Sauerstoff, Silizium, Schwefel und schließlich zu Eisen verbrennen. Wenn Elemente der Eisengruppe erzeugt werden, dann kann der Prozess der Kernfusion nicht weiter fortschreiten. Es wird vermutet, dass Elemente, die schwerer als Eisen (und dessen Elementgruppe) sind, in den äußeren Hüllen von extrem riesigen Sternen oder bei der Explosion einer Nova in Form einer Supernova entstehen.
Dementsprechend wurde bewiesen, dass Sterne kosmische Öfen sind, in denen die meisten bekannten Elemente durch den Prozess der Kernfusion aus Wasserstoff und/oder Helium erzeugt werden. Gleichzeitig stammt die unglaubliche Energie der Sterne von diesem Prozess der interstellaren Nukleogenese von Elementen, der die Verquickung von Leichtelementen zu schwereren Elementen durch Kernfusion (Kernschmelze) enthält. Dieser Prozess erfordert eine Hochgeschwindigkeitskollision, die nur bei sehr hohen Temperaturen erlangt werden kann. Die Minimaltemperatur, die für die Fusion von Wasserstoff zu Helium erforderlich ist, wird auf ungefähr 5.000.000 °C geschätzt. Mit zunehmendem atomarem Gewicht des Elements, das durch die Kernfusion erzeugt wird, steigt diese Temperatur stetig auf mehrere Milliarden Grad an. Die Kernfusion von Wasserstoff zu Kohlenstoff erfordert beispielsweise eine Temperatur von ungefähr einer Milliarde °C.
Das Verbrennen (Fusion) von Wasserstoff zu Helium findet fast das gesamte Sternenleben hindurch statt. Nachdem der Wasserstoff im Kern des Sterns erschöpft (zu Helium geschmolzen) ist, wandelt sich der Stern entweder in einen Roten Riesen und danach in einen Zwerg oder in einen Roten Superriesen und danach in eine Nova, wobei diese damit beginnt, Helium zu verbrennen und dieses (entsprechend seiner ursprünglichen Masse) in zunehmend schwerere Elemente zu schmelzen, bis die Eisengruppe erreicht ist. Bis zu diesem Punkt ist der Prozess der Nukleogenese von Elementen höchst exotherm (sprich, er gibt übermäßige Mengen an Energie ab). Die Bildung der Elemente der Eisengruppe ist jedoch höchst endotherm (sprich, sie erfordert den Einsatz von übermäßigen Energiemengen). Die Explosionen von Novas in Form von Supernovas resultieren aus der Erschöpfung der Treibstofflieferungen in den Kernen derartig gewaltiger Sterne und aus der Schmelzung aller dort vorhandenen Elemente zu Elementen der Eisengruppe. Es wird vermutet, dass sich während der Explosion der Supernova schwerere Kerne bilden.
Die Nukleogenese der Eisengruppe der Elemente in den inneren Kernen gewaltiger Sterne, wie beispielsweise der Nova, ist die Endstufe des Kernfusionsprozesses. Sobald diese Stufe erlangt ist, explodiert die Nova in Form einer Supernova, zertrümmert ihren Eisenkern in Stücke, die in den Weltraum fliegen und andere Himmelskörper mit dem benötigten Eisen ausstatten. Mit dieser Analyse wird der himmlische (außerirdische) Ursprung von Eisen sowohl auf der Erde als auch im Rest des Sonnensystems bestätigt (vergl. Weinberg. 1988; Hawking, 1990; usw.).
