Hallo!
"Wenn die Energie, die in der Geschwindigkeit von zwei beschleunigten Blei-Atomkernen im LHC steckt, auf genügend kleinem Raum konzentriert werden kann, dann kann sie einen Schwarzschildradius erzeugen, also zu einem schwarzen Loch werden."
Sowas kann man zwar rechnen und hin-schreiben, aber was bedeutet das eigentlich genau?
Bei der Erde haben wir möglicherweise schon mal gehört: Wenn man sie auf einen Durchmesser von 18 mm (9 mm Radius) zusammenpressen könnte, dann würde sie zu einem schwarzen Loch.
Rein rechentechnisch kann man sowas auch für ein Proton oder im Falle des LHC’s für die Energie (das Masseäquivalent) die in zwei kollidierenden Bleikernen steckt, tun. Dabei kommt dann ein Schwarzschildradius von 6E-48 m heraus.
Das ist schon recht klein.
Um mal wenigstens den Hauch einer Ahnung zu bekommen, wie klein, hier ein Vergleich:
Sagen wir mal, wir verändern alle Maßstäbe nur so weit, bis dieses recht kleine schwarze Loch so groß wie ein kleiner Stecknadelkopf (1 mm Durchmesser) wäre. Dann wäre ein genau so mit vergrößertes Proton (der Atomkern eines Wasserstoffatoms) ziemlich groß.
Etwa 1000 mal so groß, wie unser Universum.
Damit wird vielleicht einer der vielen Gründe etwas klarer, warum die Mehrzahl der Physiker von vorn herein nicht daran glauben, daß im LHC schwarze Löcher erzeugt werden können. Alle Protonen und Neutronen der beiden Bleikerne, jedes in diesem Vergleich viel größer als unser Universum, müßten bei der Kollision exakt gleichzeitig in dem Volumen dieses kleinen Stecknadelkopfes sein, sonst gibt’s nur einen Rums, aber keinen Schwarzschildradius. Egal was man auch immer anstellt, die notwendigen Teilnehmer an der Veranstaltung sind mindestens in 2 der 3 Dimensionen, zu jedem beliebigen Zeitpunkt zu weit voneinander entfernt.
Nun gibt es aber doch einige Physiker, die über (bisher immer noch) rein hypothetische Theorien versuchen, die Schwierigkeiten bei der Verbindung der Aussagen der allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantentheorie zu überwinden.
String-Theorie ist ein Schlagwort aus diesen Versuchen. Die, in der herkömmlichen Anschauung unüberwindliche Schwierigkeit die gut 400 Protonen und Neutronen der beiden Bleikerne gleichzeitig auf so kleinem Raum zu konzentrieren, wird in dieser Theorie, ich sag mal, ‚umgangen‘.
Dieses ‚Umgehen‘ führt aber dazu, daß der Raum in dem ein schwarzes Loch entsteht und existiert, wesentlich größer ist, als nach der Schwarzschildrechnung. Er muß wenigstens so groß sein, wie die beiden Atomkerne, was ja durchaus eine ziemlich heftige Vergrößerung bedeutet. Wie auch immer, bisher konnte (Mangels Produktionstechniken) noch niemand nachweisen, wie es sich denn nun genau verhält.
Ah! Werden nun einige der verunsicherten Skeptiker rufen! Und sich so verhalten, wie Mensch es in dieser Situation häufig tut: Vor lauter Angst, nur noch Fressfeinde um sich herum zu sehen.
Bei entspannterem Nachdenken sollten jetzt aber zwei mögliche Wege offen vor uns liegen:
1. Die herkömmliche Erklärung: Es entstehen keine schwarzen Löcher, weil das z.B. aus den oben beschriebenen Gründen, mit so niedrigen Energien wie der LHC erzeugen kann, nicht geht.
2. Die Hoffnung der String-Theoretiker erfüllt sich. Dazu muß aber das Volumen (allgemeiner könnte man auch sagen die Reichweite) solcher Mini-Löcher groß genug sein.
Wenn 1 gilt, dann gilt 2 nicht, und umgekehrt. Selbstverständlich sind davon alle Verfahren betroffen, bei denen mini-SL’s entstehen könnten.
Nun wurde argumentiert, daß ja im LHC zwei gleich schwere Atomkerne aufeinanderprallen und damit auf eine Relativgeschwindigkeit abgebremst werden könnten, die kleiner ist, als die Fluchtgeschwindigkeit unserer Erde (die genannten 11 km/s). Abgesehen davon, daß dazu ein absolut zentraler Treffer nötig wäre und eine auf 13 Nachkommastellen genau gleiche Energie beider Bleikerne, kann aus den beschriebenen Gründen nur auf dem Weg 2 ein schwarzes Loch entstehen. Dieser Weg erlaubt aber nicht, daß dieses schwarze Loch so klein ist, wie es für Weg 1 sein müßte.
Schwarze Löcher, die im LHC nur entstehen können, wenn Weg 2 existiert, würden durch ihre Mindestgröße immer, auch wenn sie in der Natur entstehen, nach wenigen cm bis m durch zahlreiche Kollisionen mit Atomkernen und Fressen der Kollisionsgegner langsamer, als die Fluchtgeschwindigkeit eines Himmelskörpers, wie der Erde.
Es sollte damit klar sein, warum man den Boden der Logik verläßt, wenn man für die Entstehung Weg 2 heranziehen muß, für die Erklärung aber, warum wir trotz der natürlichen Produktion noch existieren, den Weg 1 voraussetzt. (Die schnellen können einen Himmelskörper fast unbehindert durchdringen, nur die zu langsamen aus der LHC Produktion sind gefährlich)
Da wir noch immer existieren, kann entweder Weg 1 richtig sein, dann entstehen keine mini-SL’s oder Weg 2, dann können sie, selbst bei der Fressgeschwindigkeit die sie in einem Neutronenstern erreichen könnten, nicht überleben.
Herzliche Grüße
MAC
PS Der nächste konsequente Schritt der Skeptiker wäre, sich jetzt einen oder besser mehrere möglichst komplizierte und, essentiell wichtig, besonders schwierig zu widerlegende Randbedingungen auszudenken, warum es unbedingt doch zu einer Katastrophe möglichst apokalyptischen Ausmaßes kommen muß.
Eigentlich bin ich etwas enttäuscht. Immerhin waren wir schon bei der Auslöschung des Universums durch bloßes Hinsehen angelangt.
