06/29/2017 11:54

Der LHC und der Gravitations-Regenbogen

Category: Wissen

Höhere Dimensionen bald beweisbar

Seit einigen Jahren bereits kursieren Vermutungen, die Wissenschaftler am CERN planten, mit Hilfe des Large Hadron Collider (LHC) miniaturisierte schwarze Löcher künstlich zu erzeugen. Sofort kam bei vielen Menschen Panik auf, fahrlässige Forscher könnten etwas erschaffen, das unsere Welt, wenn nicht das ganze Universum verschlingen könnte.

Zunächst einmal: Miniaturisierte schwarze Löcher (Wurmlöcher) entstehen andauernd um uns herum und verschwinden nach Sekundenbruchteilen wieder, ohne etwas oder jemand zu verschlingen. Größere Exemplare existieren auch im Universum allenthalben, und auch sie saugen nur das auf, was ihren Ereignishorizont überquert. Um ein schwarzes Loch künstlich zu erzeugen, braucht man übrigens Energien in der Größenordnung der Planckschen Energie (≈ 1019 GeV = 1016 TeV), was weit jenseits dessen liegt, was der Menschheit jetzt und in absehbarer Zukunft zur Verfügung steht.

Weshalb sollte man also am LHC solche Experimente überhaupt machen, wenn es ohnehin sinnlos ist, und vor allem – wozu?

Weil es möglicherweise doch gehen könnte, und weil ein Erfolg atemberaubende Konsequenzen hätte. Die moderne Kosmologie geht davon aus, dass unser Universum Teil eines höherdimensionalen Hyperraums ist – nur dann sind schwarze Löcher als Verbindungstunnel zu höheren Dimensionen oder zu Parallelwelten überhaupt interessant. Fast jeder von uns hat davon schon gehört – nur sind das bislang alles nur Theorien, Modellvorstellungen, die faszinierend klingen, die jedoch noch niemand beweisen konnte.

Doch gerade diese Modelle eröffnen eine Hintertür. Die Gravitation stellt man sich vor als eine „Hyperkraft“, die im Hyperraum operiert und von der wir in unserem Universum nur das bisschen wahrnehmen, was von ihr zu uns hindurchsickert. Deshalb ist die Schwerkraft auch, verglichen mit den anderen Grundkräften, so klein. Das bedeutet aber, dass die 1016 TeV für die Erzeugung eines schwarzen Loches im Hyperraum verfügbar sein müssen – nicht in unserer Realität. Von dieser gewaltigen Energie kämen dann bei uns nur einige wenige TeV an. Energiemengen, die uns heute schon zur Verfügung stehen. Der Knalleffekt liegt im Umkehrschluss: Sollte es tatsächlich gelingen, mit den paar TeV, die wir erzeugen können, ein schwarzes Loch zu erschaffen, wäre es der Beweis für die tatsächliche Existenz des Hyperraums und der höheren Dimensionen!

Daher die mehrfach geäußerten großspurigen Ankündigungen von CERN, der „Durchbruch in eine Parallelwelt“ stehe unmittelbar bevor. Leider verliefen die Experimente bislang erfolglos. Die CERN-Wissenschaftler zogen daraus den Schluss, dass es möglicherweise doch keine höheren Dimensionen gebe.

Falsch, sagen drei Physiker – Ahmed Farag Ali von der Florida State University, Mir Faizal von der University of Waterloo (Kanada) und Mohammed M. Khalil von der Universität Alexandria (Ägypten). Sie veröffentlichten Berechnungen, die zeigen, dass die Entstehung schwarzer Löcher in den CERNExperimenten durch einen anderen Effekt unterdrückt wurde. Und hier kommt das Konzept des „Gravitations- Regenbogens“ ins Spiel.

Es geht nämlich um Dispersion, also um den Effekt, der ein Prisma veranlasst, einen Lichtstrahl in ein Regenbogenspektrum zu zerlegen. Es ist nämlich so, dass bei solch gewaltigen Energien, wie sie bei der Entstehung schwarzer Löcher auftreten, die Schwerkraft durch Dispersion, also durch die Beziehung zwischen Frequenz (Energie) und Wellenlänge (Impuls) verformt wird. Die Schwerkraft aus dem Hyperraum kommt nicht in Form monochromatischer Gravitationswellen bei uns an, sondern als eine Art Regenbogenspektrum. Wie die Berechnungen der drei Forscher zeigen, erhöht sich die notwendige Energie, um aus unserem Universum heraus ein schwarzes Loch zu erschaffen, dadurch etwa um den Faktor 3-4. Dies liegt derzeit noch knapp oberhalb der Energien, die dem LHC zur Verfügung stehen, ist aber in realistisch erreichbarer Reichweite. Es lohnt sich also weiter zu forschen.

Quellen:

Extra dimensions, gravitons, and tiny black holes. CERN Document Server 2012-2017

Ahmed Farag Ali, MirFaizal, Mohammed M.Khalil: Absence of black holes at LHC due to gravity’s rainbow. Physics Letters B 743 (2015), pp. 295–300.

Quelle: Matrix3000 Band 100

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