…warnt unter anderen Otto Rössler, ehemaliger Postdoktorand bei Konrad Lorenz, Professor für physikalische und theoretische Chemie an der Universität Tübingen und bekannter Chaos-Forscher, dem die Wissenschaft den Rössler-Attraktor zu verdanken hat.

* Der bisher an dieser Stelle angezeigte Countdown zur ersten Kollision im LHC wurde entfernt *

Der LHC in Genf

Nur noch knapp fünf Tage, dann wird der LHC (Large Hadron Collider) im CERN in Genf gestartet. Was dort passieren soll? Wie der Name schon sagt, sollen hauptsächlich Hadronen (Teilchen, die der starken Wechselwirkung unterliegen - also etwa Neutronen und Protonen) auf annähernd Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden, um dann miteinander zu kollidieren, allerdings mit erheblich höherer Energie als das bisher möglich war. Dabei zerstrahlen die Hadronen in viele leichtere Teilchen. So wird unter anderem versucht werden, Quarks isoliert zu beobachten und das bisher theoretische Higgs-Boson soll nachgewiesen werden. Eine Kollision sieht in der Simulation beeindruckend aus: Zum Beispiel beim ALICE Experiment. Auf welche Weise der LHC im CERN Energie-Bedingungen erzeugt, wie sie sehr kurz nach dem Urknall geherrscht haben müssen, wird in diesem Video auf Youtube kurz erklärt: CERN in 3 Minutes. Eine etwas anspruchsvollere Erklärung findet man im Kosmolog von Andreas Müller.

Wo liegt das Problem?

Kurz und einfach gesagt ist das zur Zeit viel diskutierte Problem folgendes: Bei der Energie, mit der die Teilchen im LHC zusammenstoßen, ist es zumindest theoretisch möglich und wahrscheinlich, dass durch ihre Kollision kleine schwarze Löcher entstehen. Dies bespricht sogar das Sicherheits-Paper des LHC (die ausführliche und mathematisch-physikalisch argumentierte Version für die Experten unter uns gibt es im Review of Speculative Disaster Scenarios at RHIC). Durch die Entstehung mikroskopisch kleiner schwarzer Löcher würde übrigens (ganz nebenbei) die theoretische Vorhersage verschiedener String-Theorien bestätigt, dass es nachweislich mehr als drei Raumdimensionen geben muss - denn ohne die Existenz weiterer Raumdimensionen könnten im LHC tatsächlich keine schwarzen Löcher erzeugt werden, die Energie des Beschleunigers wäre viel zu gering. Nach einer Theorie Stephen Hakwings zerstrahlen die so entstandenen schwarzen Löcher aufgrund ihrer geringen Größe allerdings nach sehr kurzer Zeit wieder (10 hoch -26 Sekunden) in der sogenannten Hawking-Strahlung. Die Angst vieler Kritiker liegt in ebendiesem Punkt begründet:

Was, wenn die Mini-schwarzen-Löcher nicht zerstrahlen, sondern im Schwerefeld der Erde kreisen, dabei immer mehr an Masse gewinnen und irgendwann eine Bedrohung für die Erde werden?

Warum sollte man Spekulationen über schwarze Löcher ernst nehmen?

Das Internet ist voll von Spekulanten, die mit der Aktivierung des LHC das Ende der Welt gekommen sehen. Die meisten davon sind die üblichen Verdächtigen: Verschwörungsgläubige, Esoteriker, Para-”Wissenschaftler”, in Foren und Blogs diskutierende Laien (wie ich) und nicht zuletzt einige, die behaupten, nun erfülle sich endlich eine Prophezeihung des Nostradamus, bei den ganzen Misserfolgen der letzten Jahrzehnte würde man ihnen das ja fast gönnen, stünde nicht die eigene Existenz auf dem Spiel. Doch es gibt auch ernstzunehmende, etablierte Wissenschaftler, die in der Aktivierung des CERN eine ebenso ernstzunehmende Gefahr sehen: Einer von ihnen ist Otto E. Rössler, Tübinger Professor für physikalische Chemie und weltbekannter Chaos-Forscher, über 300 Publikationen schwer und 10 Bücher dick.

Besteht wirklich eine Gefahr für die Erde?

Laut Argumentation von Professor Rössler: ja. Und diese Argumentation ist so schwer gar nicht nachzuvollziehen. Ganz grob baut sie auf drei Hauptpunkten auf.

Zum einen: Es kann widerlegt werden, dass (laut Hawking) kleine schwarze Löcher sofort wieder verdampfen und Rössler hat ebendies getan, indem er sich Einsteins Relativitätstheorie der Gravitation, genauer die Schwarzschild-Metrik zunutze machte und sie für kleine schwarze Löcher re-interpretierte. Die Ergebnisse veröffentlichte er in diesem Paper (inzwischen - 1.08.2008 - existiert eine Stellungnahme des Komitees für Elementarteilchenphysik KET, welche die Interpretation Rösslers als auf “falschen und widerlegten Annahmen” beruhend bezeichnet hier (pdf). Unterstützt wird diese Stellungnahme hauptsächlich durch eine Antwort auf Rösslers Paper von von Prof. Dr. Hermann Nicolai (pdf) und Prof. Dr. Domenico Giulini aus Potsdam).

Zum zweiten: Die meisten Wissenschaftler (auch die des CERN) versichern, kleine schwarze Löcher entstünden jeden Tag innerhalb der Erde, weil hier Teilchen mit der energiereichen kosmischen Strahlung kollidieren. Diese schwarzen Löcher seien nun ja auch keine Bedrohung, wie man empirisch feststellen muss, wir leben schließlich noch. Rössler entgegnet dem aber überzeugt, kleine schwarze Löcher aus dem LHC hätten einen viel geringeren Eigenimpuls als diejenigen, die aus Kollisionen mit kosmischer Strahlung entstehen, da die in der Röhre beschleunigten Teilchen, aus denen sie entstehen, annähernd gleiche Geschwindigkeiten haben. Deshalb sei es möglich, dass die LHC-Schwarzlöcher im Schwerefeld der Erde bleiben und dort Zeit hätten, mit Materie zu kollidieren, sie zu verschlingen und dadurch zu wachsen. Irgendwann so stark, dass sie Masse genug hätten, die Erde zu fressen.

Zum dritten: Dieses katastrophale Szenario wird u.a. dadurch entkräftet, dass die geringe Größe des potentiell entstandenen schwarzen Lochs es ihm nur erlauben würde, etwa 100 Protonen pro Jahr zu fressen, was verschindend wenig ist. Auf mehr Teilchen würde es auf seinem Flug durch’s Erdinnere aber nicht treffen. Die geringe Wahrscheinlichkeit, dass überhaupt ein schwarzes Loch entsteht, zusammen mit der ebenso geringen Wahrscheinlichkeit, dass ein entstandenes schwarzes Loch in der Erde bleiben würde und schließlich die lineare Rate, mit der dieses unwahrscheinliche Loch die Erde “anknabbern” und wachsen würde - all das (und das räumt auch Prof. Rössler ein) lässt uns doch wieder aufatmen. Aller Wahrscheinlichkeit nach wird also gar nichts passieren. Aber falls Punkt eins und zwei eben doch zutreffen, ein schwarzes Loch wirklich entsteht und in der Erde bleibt, würde es - auf diese Annahme musste Rössler als Chaosforscher einfach kommen - nicht unbedingt linear anwachsen, sondern könnte aus bestimmten Gründen (die hier beschrieben werden, S. 3ff) nicht-linear an Masse zunehmen. Dann würde es nicht erst in 5 Milliarden Jahren (wie das CERN behauptet) die Erde aufgefressen haben können, sondern vielleicht schon in 50 Monaten. Diese Schätzung sei, so Rössler, “genauso vernünftig aus der Luft gegriffen […] wie 5 Milliarden Jahre”.

Ein paar weiterführende Links (added 20.08.2008) zum Thema CERN, LHC und Schwarze Löcher:
Diskussion (auf hohem Niveau) im Kosmolog von Leonard Burtscher
ZDF Abenteuer Wissen “Schwarze Löcher im Labor” (04.06.08)
ZDF Mediathek “Das größte Experiment der Welt” (04.06.08)

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