Was ist das Geheimnis des Lichts? | 42 — Die Antwort auf fast alles
Das Video erforscht die Bedeutung des Lichts für das Leben, seine physikalischen Geheimnisse und kulturellen Bedeutungen. Licht beeinflusst unsere biologische Uhr und kann sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf die Gesundheit haben. Schließlich wird die Rolle des Lichts in der Wissenschaft und seine Auswirkungen auf die Umwelt diskutiert.
Kerninhalte
- Die fundamentale Bedeutung des Lichts für das Leben auf der Erde.
- Licht als elektromagnetische Welle und seine Rolle in der Fotosynthese.
- Die Auswirkungen von Licht auf die menschliche Gesundheit und biologische Uhr.
- Die Herausforderungen der künstlichen Fotosynthese.
- Die Problematik der Lichtverschmutzung und ihre Auswirkungen auf die Natur.
Analyse und Gedanken
- Die duale Natur des Lichts als Teilchen und Welle.
- Die Effekte von Licht auf die menschliche Wahrnehmung.
- Die Notwendigkeit, Lichtverschmutzung zu reduzieren.
Fazit
Licht ist nicht nur essentiell für das Leben, sondern hat auch weitreichende Auswirkungen auf unsere Gesundheit und Umwelt. Die Erkenntnisse über Licht können helfen, Lösungen für aktuelle Herausforderungen zu finden.
Einleitung (00:00)
In diesem Abschnitt wird die fundamentale Bedeutung des Lichts für das Leben auf der Erde und seine einzigartigen Eigenschaften untersucht. Einführung in die grundlegenden Bedürfnisse für das Leben, wobei Wasser, Luft und Licht als essentielle Elemente hervorgehoben werden. Die Macht des Lichts wird als oft unterschätzt beschrieben, mit einem Hinweis auf seine Wirkung auf Lebewesen, selbst auf Bakterien. Die Suche nach der Definition und dem Geheimnis des Lichts wird angesprochen, wobei betont wird, dass trotz intensiver Forschung viele Fragen offen bleiben. Es wird erklärt, dass das Licht von einer Flamme, wie bei Kerzenlicht, einzigartige Eigenschaften hat, die sich von LED-Licht unterscheiden.
Kulturelle Bedeutungen des Lichts (03:52)
Das Video untersucht die Bedeutung des Lichts in verschiedenen Kulturen und seine fundamentale Rolle im Leben und der Wahrnehmung. Die Wirkung von Licht auf die Wahrnehmung und seine festliche Darstellung, insbesondere in Bezug auf Gold. Im Mittelalter wurde Licht als göttliches Phänomen wahrgenommen, das mit der Anwesenheit Gottes in Verbindung gebracht wurde. Die Aufklärung brachte einen Wechsel von der göttlichen Lichtsymbolik hin zur Vernunft, was das Licht der Erkenntnis betonte. Das Video diskutiert die physikalische Natur des Lichts und seine essentielle Rolle als Energiequelle für das Leben auf der Erde.
Die Eigenschaften des Lichts (07:46)
Das Video untersucht die faszinierenden Eigenschaften des Lichts, insbesondere die duale Natur als Teilchen und Welle sowie die Geschwindigkeitsbegrenzung im Universum. Das Licht kann sowohl als Photon, also als Teilchen, als auch als Welle betrachtet werden, abhängig von der Art, wie wir es untersuchen. Photonen haben keine Ruhemasse und bewegen sich immer mit Lichtgeschwindigkeit, was die Frage aufwirft, warum Licht diese Höchstgeschwindigkeit hat. Es ist faszinierend, dass wir nur wissen, dass nichts schneller als Licht sein kann, aber die genaue Ursache für diese Geschwindigkeitsbegrenzung bleibt unklar. Im Vergleich zu den schnellsten Menschen und Flugzeugen ist Licht extrem schnell und bewegt sich etwa 300.000 Mal schneller als Schall.
Licht und Fotosynthese (11:39)
In diesem Abschnitt wird das Licht als entscheidender Faktor für das Leben auf der Erde hervorgehoben, insbesondere durch die Rolle der Fotosynthese und die Bedeutung der Sonne. Einführung des OWL-Teleskops, das Licht von Exoplaneten analysieren kann. Die Wichtigkeit des Lichts für das Leben wird erläutert, insbesondere wie es Energie liefert. Ohne die Sonne würde das Leben auf der Erde dramatisch enden, da die Ozeane gefrieren würden. Die Fotosynthese wird als Schlüsselprozess für das Leben auf der Erde identifiziert. Chloroplasten in Pflanzen sind entscheidend für die Umwandlung von Licht in Energie.
Künstliche Fotosynthese (15:34)
Das Video erklärt, wie künstliche Fotosynthese funktioniert und welche Herausforderungen dabei bestehen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Natur ein robustes System entwickelt hat, das effizienter arbeitet als menschliche Nachahmungen. Die künstliche Fotosynthese könnte helfen, die Klimakatastrophe zu verhindern, indem sie essentielle Stoffe wie Antibiotika und Brennstoffe produziert. Die Lichtreaktion der künstlichen Fotosynthese wird aus Spinat gewonnen, was zeigt, wie einfach die Natur im Vergleich zu komplexen technischen Nachbauten ist. Tobias Erb hat ein künstliches Team entwickelt, das effektiver arbeitet als die natürliche Pflanzenmannschaft, was die Effizienz der Fotosynthese betrifft.
Licht und Gesundheit (19:34)
Das Licht hat einen entscheidenden Einfluss auf unsere biologische Uhr und unsere Gesundheit. Es reguliert nicht nur den Schlaf-Wach-Rhythmus, sondern beeinflusst auch wichtige Körperprozesse wie die Melatoninproduktion. Die biologische Uhr benötigt tägliche Informationen, um sich im 24-Stunden-Rhythmus zu synchronisieren. Lichttherapie mit Tageslichtlampen kann bei Winterdepressionen effektiv sein und wirkt bei vielen Patienten ähnlich wie Antidepressiva. Das Timing von Licht und Dunkelheit ist entscheidend für die Melatoninproduktion, die den Körper zur Erholung anregt.
Lichtverschmutzung (23:23)
Das Video beleuchtet die Auswirkungen von Lichtverschmutzung auf die Tierwelt und die menschliche Wahrnehmung des Nachthimmels. Es wird betont, wie künstliches Licht die Sicht auf das Universum beeinträchtigt und die Natur beeinflusst. In Texas orientieren sich Vögel während des Nachtflugs an künstlichem Licht, was zu gefährlichen Kollisionen führt. Die Lichtverschmutzung hat gravierende Auswirkungen auf die Vogelpopulation, mit Millionen von Vögeln, die jährlich sterben. 99% der Europäer leben unter einem Himmel, der durch Lichtverschmutzung unnormal hell ist, was die Wahrnehmung des Nachthimmels stark beeinträchtigt.
Video-Statistiken
Wir können alles Mögliche bauen, aber eine Kerzenflamme kriegen wir immer noch nicht hin, LED-Kerzen und Kamin-DVDs sind weiterhin nur ein netter Versuch. Warum wirkt Kerzenlicht beruhigend, während Sonnenlicht – im Grunde die gleiche Sache, Licht – aufputschen kann wie ein Espresso? Das Licht gibt uns weiter Rätsel auf. Was ist Licht eigentlich?
So einfach die Frage, so komplex die Antwort: Licht ist allgegenwärtig, aber nicht greifbar. Es ist Welle und Teilchen zugleich und das ist – eigentlich – unmöglich. Warum es sich immer mit Lichtgeschwindigkeit bewegt und nichts schneller als genau 299.792.458 m/s sein kann, darüber rätselt die Astrophysik noch immer.
Aber ganz von vorn: Im Inneren der Sonne entsteht der Lichtstrahl, der acht Minuten später auf ein Blatt auf der Erde trifft und den Kreislauf des Lebens befeuert. Ohne Licht gäbe es keine Pflanzen, keinen Sauerstoff, kein Leben, so steht es in jedem Biologiebuch. Was nicht drinsteht: Erst 2020 ist es dem deutschen Biologen Tobias Erb und seinem Team gelungen, eine künstliche Zelle zu entwickeln, die Photosynthese betreibt. Und zwar 20-mal schneller als in der Natur. Sie bindet dabei nicht nur CO2 effektiver, sondern könnte in Zukunft aus Licht auch Antibiotika, Biokraftstoffe oder Nährstoffe herstellen – klingt ein bisschen nach Science-Fiction.
Die Superkraft des Lichts können wir nutzen, um drängende Probleme wie die Klimakrise in den Griff zu bekommen. Aber sie hat auch eine dunkle Seite: Vom All aus gesehen strahlt die Erde wie ein Ausflugsdampfer in der Nacht. Wunderschön, gibt die amerikanische Astrophysikerin Kelsey Johnson zu, aber im Grunde eine Naturkatastrophe: “Nahezu jedes Lebewesen auf der Erde reagiert in irgendeiner Weise auf Lichtverschmutzung. Wir bringen wirklich ganze Ökosysteme durcheinander.”
Weil unsere Nächte immer heller werden, kommt auch immer weniger Licht aus dem Weltraum bei uns auf der Erde an. In Chile baut die Europäische Weltraumorganisation ESA das größte Superteleskop der Welt, um möglichst viel der kostbaren Strahlen von weit entfernten Welten einzusammeln. Die Forschenden hoffen nicht weniger, als die ganz großen Fragen des Universums irgendwann lösen zu können – allein durch Licht.
Quellen und weiterführende Links:
Welche Macht besitzt Licht?
Wie Kerzenlicht göttliche Macht inszeniert…
https://fis.uni-bamberg.de/handle/uniba/2199 (2013)
..wie Licht unser Denken und unsere Emotionen beeinflussen kann..
https://wirtschaftspsychologie.uni-hohenheim.de/fileadmin/einrichtungen/wirtschaftspsychologie/Abstracts_Publikationen/Psychologische_Befunde_zu_Licht_und_seiner_Wirkung_auf_den_Menschen__ein_UEberblick.pdf (2013)
..und wie Forschende mit seiner Hilfe Antworten auf die ganz großen Fragen des Universums finden wollen.
http://www.eso.org/sci/facilities/eelt/
Wie wirkt Sonnenlicht auf Lebewesen?
Was passieren würde, wenn die Sonne plötzlich verschwindet…
https://www.youtube.com/watch?v=rltpH6ck2Kc (auf englisch)
..wie lange wir unter Extrembedingungen und ohne natürliches Licht überleben würden…
https://deeptime.fr
…und wie künstliche Photosynthese die Klimakatastrophe verhindern könnte.
https://www.mpg.de/14786713/0506-terr-138345-fotosynthese-im-tropfen
Die dunkle Seite des Lichts
Wieviel Licht von der Erde in den Weltraum strahlt…
https://advances.sciencemag.org/content/2/6/e1600377
… wie die Lichtverschmutzung ganze Ökosysteme durcheinander bringt…
https://www.rowohlt.de/buch/annette-krop-benesch-licht-aus-9783499634482 (Literatur)
..und was man dagegen tun kann.
https://www.ted.com/talks/kelsey_johnson_the_problem_of_light_pollution_and_5_ridiculously_easy_ways_to_fix_it
Dokureihe, Regie: Annette Schmaltz (D 2021, 28 Min)
#licht #lichtwellen #lichtgeschwindigkeit
Video verfügbar bis zum 06/10/2025
Link zur Mediathek: https://www.arte.tv/de/videos/101941–007‑A/was-ist-das-geheimnis-des-lichts/
Abonniert den Youtube-Kanal von ARTE: http://www.youtube.com/user/ARTEde
Top 25 Kommentare
Danke ARTE für diese erhellende Dokumentation! 👍💡💚
Die Idee von Prof. Dr. Erb finde ich ausgesprochen charmant.
An der Stelle möchte ich auf Dr. Axel Kleidon verweisen. In der Reihe Urknall, Weltraum und das Leben stellt er seine Idee vom Kraftwerk Erde vor. Ein faszinierender Ansatz die Gesetze der Thermodynamik auf die Erde anzuwenden.
Aww, ich liebe ihre Stimme
Das ist so nicht korrekt. Das Licht, das gerade im Inneren der Sonne entstanden ist, benötigt zwischen 10.000 und 170.000 Jahre, bis es an die Sonnenoberfläche gelangt.
So gesehen kann das Licht, bis es auf die Erde gelangt, bis zu 170.000 Jahre (und 8 Minuten 😉) alt sein.
Wobei die Aussage, dass das Licht so und so alt ist, auch nicht korrekt ist„ weil für das Licht aufgrund der Lichtgeschwindigkeit, mit der es unterwegs ist, gar keine Zeit vergeht. Vielmehr muss man sagen, dass es aus unserer Sicht so und so viel Zeit unterwegs ist
Unter Gammastrahlung bzw. γ‑Strahlung versteht man hochenergetische elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 10^-11 und 10^-14 m (10 pm — 0.01 pm), Frequenzen zwischen 10^19 und 10^22 Hz und entsprechenden Photonenenergien von 0.1 MeV bis 100 MeV. Vielleicht mag es noch kürzere Wellenlängen, höhere Frequenzen und höhere Photonenenergien geben, aber wahrscheinlich nicht in unserem bekannten Universum, weil dieses Universum so existiert wie es existiert. Freuen wir uns schon mal auf den zumindest potentiellen Vakuumzerfall.
Vakuum ist ein Science-Fiction-Roman des deutschen Schriftstellers Phillip P. Peterson, welcher am 23. September 2020 beim Verlag FISCHER Tor veröffentlicht wurde. Der Roman beschreibt die Reaktion der Menschheit auf eine nicht aufhaltbare kosmische Krise, dem Zerfall des Vakuums selbst, welche sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit der Erde nähert. — Die Menschen wären auf ewig dazu verdammt, Flüchtlinge zu sein…und sollte sie dann einmal für eine längere Zeit stolpern, dann ist es aus, Schluss, vorbei. “Ein Ende mit Schrecken oder ein Schrecken ohne Ende?”
Und was macht es?
Es leuchtet blau.