Es begann mit den üblichen Querelen. Erst erschien der Computerschirm gar nicht auf dem Beamer und dann nur ein Zweitbildschirm, der nicht dasselbe darstellte, wie der Labtop. Aber die kleine junge Frau mit den schwarzen Augen ist schon auf alle möglichen Schwierigkeiten eingestellt und hat auch eine PDF Datei mit, die sie dann von meinem Bildschirm startet.

Das Thema ist: Von der Sonne abgestrahlte Energie und von der Erde empfangene. Ein Thema, mit dem sie erst gar nichts anfangen konnte und hatte sich per email erkundigt, was denn da alles dazugehört.

Erst einmal kommt das Übliche: Die Sonne strahle Teilchen ab, den sog. Sonnenwind, der ja auch bewirkt, dass ein Kometenschweif immer von der Sonne abgewandt ist. Dann stellt sie fest, dass die Sonne ein schwarzer Strahler ist, also der Strahlung, die aus einem fast geschlossenen Hohl­raum kommt, der sich mit der Strahlung in einem thermischen Gleichgewicht befindet, gleicht.

Von meiner Zwischenfrage, ob sie denn vielleicht auch zwei schwarze Strahler bei sich hätte, weiß sie zwar nicht die Antwort, aber lässt sich nicht weiter aus dem Konzept bringen. Das ist ja auch eher so eine Prüfungsfrage und kaum einer weiß, dass der Augapfel genau diese Bedingung erfüllt, dass er fast abgeschlossen ist und nicht wärmer als das darin befindliche Licht. Demnach erscheint die Pupille schwarz und ein schwarzer Strahler ist natürlich nicht immer schwarz. Wenn seine Temperatur hoch genug ist, sieht man ihn glühen, was so ab 600 °C der Fall ist.

Sie stellt noch ein paar Betrachtungen an, inwiefern die auftreffende Leistung vom Neigungswinkel abhängt und weiß auch, dass die Theorie des schwarzen Strahlers einst der Ausgangspunkt für Plancks Quantenhypothese war. Ich komme aus dem Staunen nicht heraus, was eine angehende Bekleidungstechnikerin alles weiß.

Dann geht sie zur Tafel, zwar mit einem Zettel, aber sie weiß, was sie tut. Sie multipliziert die Solarkonstante, also die in Erdnähe eingestrahlte Leistung pro Quadratmeter mit der Oberfläche einer gedachten Kugel, die den Radius des Abstandes der Sonne von der Erde hat. Nicht jeder versteht das gleich und es gibt eine Rückfrage aus dem Publikum. Sie kommt auf die phantastische Zahl von 4 10²⁶ W. Darunter kann man sich natürlich nichts vorstellen. Wenn man sich klarmacht, dass die auf der Erde verbrauchte Leistung gerade mal 2 10¹³ W beträgt, kommt einem das noch nicht einmal so sonderlich viel vor. Aber die Zehnerpotenzen haben es in sich. Berechnet man nämlich, wie viel Energie die Sonne über die Milliarden Jahre ihrer Existenz abgibt, dann kommt man auf 10⁴⁴ Joule. Hat man im Blick, dass die Gesamtenergie des Universums etwa 10⁶⁹ Joule beträgt, kommt einem diese abgegebene Energie eines einzigen Sterns ziemlich hoch vor.

Aber schon geht die Rechnung weiter. Die auf die Erde eingestrahlte Leistung ergibt sich aus der Solarkonstante multipliziert mit der Querschnittsfläche der Erde, die etwa 10¹⁴ m² beträgt. Man bekommt also 10¹⁷ W. Um unsere 2 10¹³ W zu ziehen, würde eine Fläche eines Quadrates von 120 km Kantenlänge schon ausreichen. Selbst wenn man berücksichtigt, dass nur gut die Hälfte der Sonnenergie auf dem Boden ankommt und Solarpanele eine Effizienz von 20% haben, wäre die Fläche gerade mal ein Quadrat mit 400 km Kantenlänge. Darüber hinaus müsste man natürlich etwa vier davon haben, weil sich die Erde ja dreht, aber auch das wäre noch nicht tragisch.

Das sind gute Nachrichten für alle, die mit Sorge auf die zur Neige gehenden Ressourcen sehen. Das war jedenfalls ein echter Lichtblick.

C.R. 24.4.2013