Collider ohne Not-Aus?

Quantenwelt

Gestern, am Tag der Deutschen Einheit habe ich es mir nicht nehmen lassen, den deutschen Katastrophenfilm „Helden – Wenn dein Land dich braucht“ zu sehen. Nicht weil ich glaubte das könne ein guter Film werden, die Hoffnung nahm mir schon die Rezension von Arno Frank, sondern weil ich sehen wollte, welchen Eindruck der Film von Wissenschaft in Forschungseinrichtungen wie dem CERN vermittelt.

Das Bild ist nicht gut. Ruchlose Wissenschaftler setzen die Existenz der Menschheit aufs Spiel um… ja, was genau sie erreichen wollen, wird in dem Film nicht klar. Als Wissenschaftler, der selbst an Großgeräten arbeitet, tut es mir etwas weh, wenn die Menschen ein so schlechtes Bild von uns haben. Bitte nehmen Sie sich doch bei Gelegenheit mal die Zeit, einen Tag der Offenen Tür oder eine geführte Besichtigung in einer Forschungsanlage Ihrer Wahl und Nähe mitzumachen. Das DESY öffnet seine Türen zum Beispiel am 2. November im Rahmen der Nacht des Wissens, bietet aber auch sonst ganzjährig Führungen an.

Eine Radiofrequenz-Beschleunigungs-Struktur eines alten Ringbeschleunigers auf dem Gelände des CERN in Genf.

Aber zurück zum Film: Die meiste Zeit irren die Protagonisten quer durch Deutschland, um die Abschaltsequenz für den Teilchenbeschleuniger zu suchen. Diese Sequenz spielt eine Wissenschaftlerin am Ende unter Einsatz ihres Lebens in die Maschine ein. Ist das ein realistisches Szenario? Ist es wirklich so schwer, einen Teilchenbeschleuniger abzuschalten?

Vor vielen Jahren – ich war noch Student und hatte mit Beschleunigern gar nichts zu tun – fragte mich mal ein Freund, was denn passiert, wenn ein Teilchenbeschleuniger einen Stromausfall hat. Damals ging es noch nicht um den Large Hadron Collider (LHC) am CERN in Genf, sondern um den Protonen-Elektronen-Speicherring HERA in Hamburg. Die Frage ist berechtigt, wenn man bedenkt, dass mein Freund kein Physiker ist und eine Parallele zu Atomkraftwerken befürchtet hat. Tatsächlich wissen wir ja, dass ein Stromausfall eines Kernkraftwerks durch den Ausfall der Kühlung zu einer Katastrophe führen kann. Die Zerfallswärme in den Brennstäben kann diese zum Schmelzen bringen und in ungünstigen Fällen kann sogar eine Kettenreaktion aufrechterhalten bleiben.

Ringbeschleuniger wie HERA und LHC sind aber ganz anders aufgebaute Anlagen. In Ihnen werden Elementarteilchen auf ringförmigen Bahnen gehalten und an bestimmten Punkten der Anlage zur Kollision gebracht. Die Teilchen müssen elektrisch geladen sein, damit sie sich in einem Speicherring halten lassen. Starke Magnete zwingen die Teilchen auf Ringbahnen. Das ist ein gut bekannter Effekt: Magneten lenken durch ihr Feld fliegende geladene Teilchen ab. Früher, als wir noch Röhrenfernseher in unseren Wohnzimmern hatten, konnten wir das Zuhause gut überprüfen: Ein starker Lautsprecher-Magnet konnte deutliche Bildänderungen verursachen.

In den Speicherringen HERA und LHC sorgen verschiedene Elektromagnete dafür, dass die Teilchen auf den richtigen Bahnen unterwegs sind. Ein Stromausfall hätte zur Folge, dass die Elektromagnete ihre Feldstärke verlieren und die Teilchenstrahlen in die nächstliegende Wand gehen. Der Beschleuniger wäre in wenigen Millisekunden aus. Beim LHC kommt dazu, dass die Magneten supraleitend sind und auf Tiefsttemperaturen gekühlt werden müssen. Ein Ausfall der Kühlung würde den Beschleuniger ebenfalls schnell stoppen.

Bei jeder Ablenkung elektrisch geladener Teilchen verlieren diese ein wenig Energie. Diese Energie wird als elektromagnetische Strahlung tangential abgestrahlt, das ist die sogenannte Sychrotronstrahlung. Die in Synchrotronstrahlung verloren gegangene Energie muss den Teilchen bei jedem Umlauf wieder zugeführt werden. Dafür sind in Ringbeschleunigern Radiofrequenz-Strukturen zuständig, auf deren Radiowellen die Elementarteilchen surfen. Auch ein Ausfall der Radiofrequenz-Generatoren würde den Beschleuniger schnell stoppen. Selbst wenn die Radiofrequenz aus dem Takt der umlaufenden Teilchen gerät, würden die Teilchen schnell an Fahrt verlieren, die Bahn verlassen und in den Wänden der Vakuumrohren absorbiert werden.

Es ist kein Problem, einen Speicherring wie den LHC auszubekommen. Die Schwierigkeit liegt darin, ihn am Laufen zu halten. Seien Sie also unbesorgt: Wenn es zu einem irgendwie problematischen Zustand im LHC kommen sollte, finden die Wissenschaftler/innen mit Sicherheit schnell den Not-Aus-Taster. Vermutlich geht die Maschine aber vorher von selbst aus.

 

Joachim Schulz

Veröffentlicht von

www.quantenwelt.de/

Joachim Schulz ist Gruppenleiter für Probenumgebung an der European XFEL GmbH in Schenefeld bei Hamburg. Seine wissenschaftliche Laufbahn begann in der Quantenoptik, in der er die Wechselwirkung einzelner Atome mit Laserfeldern untersucht hat. Sie führte ihn unter anderem zur Atomphysik mit Synchrotronstrahlung und Clusterphysik mit Freie-Elektronen Lasern. Vier Jahre hat er am Centre for Free-Electron Laser Science (CFEL) in Hamburg Experimente zur kohärenten Röntgenbeugung an Biomolekülen geplant, aufgebaut und durchgeführt. In seiner Freizeit schreibt er zum Beispiel hier im Blog oder an seiner Homepage "Joachims Quantenwelt".

23 Kommentare

  1. Wofür?

    Und jetzt komme ich als Informatiker mit Physik im Nebenfach und frage mich: Wo ist denn jetzt der Link, der „Zivilisten“ über Sinn und Zweck des LHC aufklärt. Einen Sinn muss es ja geben wenn ein so teures Projekt quer durch diverse Nationen Finanzmittel erhält.

  2. Typische Klischees

    Das klingt ja wieder nach den typischen Klischees, die der kleine Michel dem Wissenschaftlern gerne andichtet.

    Natürlich muss jeder angehende Wissenschaftler im ersten Semestern mindestens den Grundkurs “irres Gelächter I und II” und “Erringung der Weltherrschaft I bis VII” erfolgreich belegen. Sonst ist spätestens beim Bachelor Schluss.

  3. @herzi

    Es gibt natürlich mehrere Gründe für solche Projekte:

    a) Grundlagenforschung. Wie funktioniert das eigentlich alles, diese Sterne, dieses Universum, wie halten Atome zusammen usf.

    b) Kulissenbau. Ohne so tolle Projekte, die auch architektonisch beeindruckend sind, gäbe es keine Superheldencomics, keine James-Bond-Filme – und selbstverständlich nicht all die irre lachenden Wissenschaftler mit wirrem Haar, die jede Woche mindestens dreimal die Welt vernichten wollen [oder zufällig in den Abgrund kicken].

    c) Geldverschwendung. Irgendwo müssen die Staaten ihre ganzen Steuereinnahmen und Kreditaufnahmen ja hin ausgeben. Oder meinen Sie, das Geld verschwindet einfach so von alleine? Leider geht damit der Nebeneffekt einher, dass gut ausgebildete Menschen – ‘Wissenschaftler’ – ein Auskommen haben und nicht auf der Straße rumgammeln. Das zu ändern ist der nächste Schritt.

    d) Verschwörungstheorien. Was glauben Sie, wie arm die Welt wäre, könnten Alufolienkopfschmücker nicht auf diese geheimnisvollen physikalischen Einrichtungen verweisen? Wie sollen die denn sonst ihre Beweise konstruieren, ganz ohne magische Ringe unter Hamburg, unter der Schweiz, unter Nevadas Wüste?

  4. Collider

    »…weil ich sehen wollte, welchen Eindruck der Film von Wissenschaft in Forschungseinrichtungen wie dem CERN vermittelt.«

    Besonders stark fand ich die Szene, wie sich die gesamte Mannschaft nach erfolgreicher Kollision vom Geschehen abwandte, um den Erfolg zu feiern (nur einer blickte kurz vor der Entstehung des Schwarzen Lochs zufällig noch mal hin…).

    Dieser fiktive Collider lief ja wohl eh ohne Strom von außen. Man hatte den Eindruck, dass er sich selbst mit der nötigen Energie versorgte, quasi wie ein Perpetuum mobile.

    Ernsthafte Frage an den Physiker: Angenommen, man könnte, wie im Film gezeigt, tatsächlich ein kleines Schwarzes Loch im freien Luftraum erzeugen (immerhin schwer genug, um Satelliten aus der Bahn zu werfen), was würde danach vermutlich geschehen? Was wäre ein einigermaßen realistisches Szenario?

  5. Terminatrix

    Ein Teilchenbeschleuniger könnte böse Roboter durch sein Magnetfeld aufhalten, falls diese Roboter ferromagnetisch sind.

    Video, 2 Minuten Dauer, mit Kristanna Loken als Terminatrix.

    Terminator 3 Particle Accelerator Scene:

    http://www.youtube.com/watch?v=KKFnsFFdPh8

    —–

    Hallo Balanus,

    ein kleines Schwarzes Loch würde sofort durch die Hawking-Strahlung zerfallen.

    Falls aber die Theorie der Hawking-Strahlung völlig falsch ist, und falls das kleine Schwarze Loch relativ zur Erde langsamer als 11186 Meter pro Sekunde ist, dann wird es, von der Materie der Erde praktisch ungehindert, um den Schwerpunkt der Erde kreisen, und die Erde langsam auffressen.

    Relativ langsame Schwarze Löcher kommen aus dem Weltraum nur sehr selten zur Erde, weil sie ja vorher aus sehr grossem Abstand von der Gravitation zur Erde hin beschleunigt werden, und weil sie dann deshalb einfach durch die Erde hindurch fliegen, aber in einem Collider könnten sie entstehen.

    —–

    Der Versuch, den Wasserstoff des Meerwassers zur Kernfusion anzuregen, hat ja ebenfalls nicht funktioniert.

    Video, 1 Minute Dauer, underwater nuclear test:

    http://www.youtube.com/watch?v=Gu_z4PMN11k

  6. @Balanus @Karl Bednarik

    Es ist natürlich immer schwer, solche Was-wäre-wenn-Szenarien zu beschreiben. Welche physikalischen Grundlagen nimmt man ernst, welche ignoriert man? Wodurch ersetzt man die ignorierten Fakten?

    Aber Karl Bednarik hat das wesentliche genannt: Schwarze Löcher, die der LHC hypothetisch erzeugen könnte (wenn es relativ große Extradimensionen gibt) würden praktisch sofort wieder zerfallen.
    Ein Schwarzes Loch, das groß genug ist, Satelliten zu beeinflussen, müsste eine mit der Erde vergleichbare Masse haben. Da Masse aber Energie ist und das eine Erhaltungsgröße ist, muss die Energie ja irgendwo herkommen. Es gibt einfach nicht ausreichend Energie auf der erde, um solch ein Monster zu erzeugen.
    Aber wenn es so ein Schwarzes Loch gäbe, ließe es sich von dem Beschleuniger nicht daran hindern, ins Erdinnere zu fallen. Es würde auch nicht beim Abschalten einfach verschwinden.

  7. @Balanus

    »Angenommen, man könnte […] tatsächlich ein kleines Schwarzes Loch im freien Luftraum erzeugen […], was würde danach vermutlich geschehen?«

    Das lässt sich sehr gut in der Praxis studieren, denn dergleichen ist bereits geschehen.

    Ein Schwarzes Loch wurde am 23. Dezember 1916 in Göttingen erzeugt. Seither hüpft es von Kopf zu Kopf, von Hirn zu Hirn, und versucht, den Geist von Physikern (allerdings auch den von Nicht-Physikern!) zu verwirren.

    Es geht das Gerücht, dass der Lorbas, der dafür verantwortlich war, auf diese Weise nachweisen wollte, dass die moderne Physik für die Physiker eigentlich viel zu schwierig ist. Es geht ein anderes Gerücht, dass dieser Nachweis weitestgehend gelungen ist.

  8. Alles falsch!!!

    An diesem Film war doch alles falsch was nur ging. Eigentlich ist er nur geeignet, ihn noch mal Szene für Szene in gemeinsamer Runde auseinanderzunehmen.
    Die Gravitation war ja schon vor dem Experiment verändert. Warum wurden davon nur weit entfernten Satelliten betroffen (mit nahezu 90° Ablenkung…)? Warum fliegen schon dicke Betonbrocken aus den benachbarten Räumen in das Loch, wärend sonst der Kontrollraum noch intakt ist (aber offenbar gerade über keinen PC mehr verfügt – wo ist eigentlich der Rechner, die die Anlage noch steuert…) (warme) Luft sollte es noch genug geben – war doch genug Wind… Klirren nur die Flaschen in den Regalen, wenn wenige hundert Meter entfernt Felsen aus dem Boden gerammt werden? Wo kam eigentlich das noch laufende Triebwerk her, das auf die Nobelkarre fiel? Und warum wollte der Wissenschaftler zum Schluss die Abschaltung verhindern?

  9. Masse und Schwerpunkt

    Wenn man die gesamte Masse des Large Hadron Colliders ohne störende Energie-Abstrahlung (schwierig) in ein kleines Schwarzes Loch umwandeln würde, und dann dieses Schwarze Loch im Schwerpunkt des ehemaligen Colliders befestigen (schwierig) würde, dann würde sich überhaupt nichts am Gravitationsfeld im Gelände am Rande des ehemaligen Colliders verändern.

    Das liegt daran, dass man sich die Masse eines Objektes in seinem Schwerpunkt vereinigt denken kann.

    Auch wenn man die Sonne ohne störenden Supernova-Ausbruch in ein Schwarzes Loch umwandeln würde, würden die Planeten des Sonnensystems genau die selben Umlaufbahnen wie zuvor haben.

    Auch das folgende Video enthält falsche Vorstellungen über das Verhalten von Schwarzen Löchern.

    Musik-Video, 5 Minuten Dauer, der interessante Teil beginnt ungefähr bei 3 Minuten seiner Laufzeit.

    Soundgarden – Black Hole Sun:

    http://www.youtube.com/watch?v=3mbBbFH9fAg

    Wenn man aber 1 Kilogramm Masse in ein Schwarzes Loch umwandelt, und dann der Hawking-Strahlung bei seinem sofortigen Zerfall freien Lauf lässt, dann erhält man eine Sprengkraft von 21,5 Megatonnen TNT-Äquivalent, oder rund 9*10^16 Joule.

    Wenn ich richtig gerechnet habe, hat ein schwarzes Loch mit 1 Kilogramm Masse einen
    Radius von 1,49*10^-27 Metern und eine
    Lebensdauer von 8,4*10^-17 Sekunden.

  10. Wenn in einem Collider zwei Teilchen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit zusammen stossen, und dabei zufällig ein kleines Schwarzes Loch entstehen würde, dann wäre es sehr unwahrscheinlich, dass dieses Schwarze Loch langsamer als 11,2 Kilometer pro Sekunde vom Kollisionsort wegfliegen würde (Ist diese Überlegung richtig?).

    Ein kleines Schwarzes Loch ist viel kleiner als ein Atomkern.

    Wenn das kleine Schwarze Loch langsamer als 11,2 Kilometer pro Sekunde wäre, und daher eine elliptische Umlaufbahn um den Schwerpunkt der Erde einschlagen würde, dann würde es nur sehr selten einen ebenfalls sehr kleinen Atomkern treffen, und ihn verschlucken (falls es keine Hawking-Strahlung geben sollte).

    Das kleine Schwarze Loch stellt praktisch eine hauchdünne Biopsie-Nadel quer durch die Erde dar.

    Laienfrage:

    Wie lange würde es wohl dauern, bis das kleine Schwarze Loch einige Tonnen Masse gefressen hätte? Jahrtausende?

  11. Nur zum Spass, eine Abschätzung ohne Hawking-Strahlung, eine
    unendlich dünne elliptische Linie durch den Eisenkern der Erde:

    3 mal 10 hoch minus 10 Meter Durchmesser eines Eisenatoms,
    1,5 mal 10 hoch minus 14 Meter Durchmesser eines Eisenatomkerns (vermutlich),
    20.000 ist das Verhältnis dieser Durchmesser,
    4 mal 10 hoch 8 ist das Verhältnis der Querschnittsflächen,
    0,12 Meter ist die Schichtdicke um zufällig einen Atomkern zu treffen,
    0,056 Kilogramm Eisen enthalten
    6,022 mal 10 hoch 23 Atome,
    7,226 mal 10 hoch 22 Meter ist die Schichtdicke um 56 Gramm Eisen zu treffen,
    10.000 Meter Pro Sekunde ist die angenommene Geschwindigkeit,
    7,226 mal 10 hoch 18 Sekunden benötigt man dann für 56 Gramm Eisen,
    86.400 Sekunden pro Tag,
    8,364 mal 10 hoch 13 Tage für 56 Gramm Eisen,
    365,25 Tage pro Jahr,
    2,290 mal 10 hoch 11 Jahre für 56 Gramm Eisen, das sind
    229 Milliarden Jahre, und das ist sehr beruhigend.

    Liege ich damit halbwegs richtig?

    • “Liege ich damit halbwegs richtig?”

      Leider nicht. Insbesondere nicht halbwegs, denn in einem wichtigen Punkt gehen Sie von einer falschen Voraussetzung aus: “Unendlich dünne Linien machen keinen Sommer(feld)”, wie schon der Volksmund zu berichten weiß.

  12. Es ist nicht so einfach, die Wirkungsquerschnitt eines Schwarzen Lochs zu berechnen. Schließlich können bei einem Zusammenstoß auch andere Dinge passieren, als dass der Kern vom Loch verschluckt wird:
    Es könnte zu einem elastischen oder inelastischen Stoß kommen, bei dem beide Teilchen zwar Impuls und vielleicht Energie austauschen aber unverändert herauskommen. Es könnte dazu kommen, dass das Schwarze Loch nicht den ganzen Kern, sondern nur ein Proton, ein Quark oder ein Gluon aufnimmt. Oder ähnliches.
    Diese Möglichkeiten führen tendenziell dazu, dass sich das Loch eher langsamer speist. Also ist Ihre Abschätzung als Worst-Case wohl gar nicht so übel. Die Erde dürfte für ein Schwarzes Loch in Elementarteilchengröße ziemlich transparent sein, da es nur über Gravitation wechselwirkt, die deutlich schwächer ist als alle anderen Kräfte.

  13. Hallo Karl Bednarik,

    ist bekannt, um wie viel man die Masse der Erde erhöhen müsste, damit, wie im Film, stationäre Satelliten inert sechs Stunden mit der Erdoberfläche kollidieren?

    (Und um wie viel darf sich die Masse ändern, dass es für die nächsten 10 Jahre ohne gravierende Auswirkungen bleibt?)

  14. bei aller liebe ich bin ein hochintressiertes wesen hier und das seit ich das erste mal -schlag mich nicht doktor bei meiner geburt gebrüllt habe – bin auch ernsthaft seitdem beschäftigt diese wissenschaft zu ergründen die uns irgendwie das recht geben möchte alles – und ich meine ALLES! was uns möglich wäre auszuprobieren ob – wie weit – wie lange und warum überhaupt… bis heute kann mir kein noch so kundiger mensch auf diesem planeten erklären wozu man ein schwarzes loch erstellen soll und welchen nutzen es für MICH persönlich haben könnte. tja – ich ende hiermit mit meiner these die schon mr. spock mal von sich gab – lebe lange und in frieden.

  15. Nachtrag:

    Wenn das kleine Schwarze Loch sofort jedes Eisenatom vollständig
    verschluckt, dem es begegnet, dann benötigt es bei 10.000 Meter
    Pro Sekunde Geschwindigkeit immer noch 572 Jahre um nur 56 Gramm
    Eisen einzusammeln.

    Schneller als 11.200 Meter Pro Sekunde kann das kleine
    Schwarze Loch nicht sein, weil es sonst die Erde verlässt.

    Falls das kleine Schwarze Loch im Kern der Erde ruhen sollte,
    dann bewegen sich die Eisenatome mit ihrer mittleren thermischen
    Geschwindigkeit drauf zu, und das sind nur rund 1635 Meter Pro Sekunde.

    v in m/s = 158 * QWURZEL( Temperatur in Kelvin / Atomgewicht in Dalton ),
    158 * QWURZEL( 6000 K / 56 Da ) = 1635 Meter Pro Sekunde.

    —–

    Wieviel Masse ist nötig, um die geostationären Satelliten
    abstürzen zu lassen?

    Die geostationären Satelliten haben eine Bahngeschwindigkeit von
    3075 Meter pro Sekunde und einen Bahnradius von 42.157.000 Metern,
    das ist ein Höhe von 35.786.000 Metern über der Erdoberfläche,
    und der Erdradius beträgt 6.371.000 Meter.

    Wenn man nun die Masse der Erde verdreifachen würde, dann würden
    alle geostationären Satelliten auf absteigende Bahnellipsen
    gehen, und völlig problemlos an der Erde vorbeikommen.

    Erst kurz vor der vierfachen Erdmasse käme es zu Abstürzen.

    Ein Bild dazu:

    http://members.chello.at/karl.bednarik/SATEBAHN.PNG

    Die Simulation (das kleiner-als-Zeichen stört im Internet):

    int x, y, t;
    double g, vx, vy, px, py, r, f, fx, fy;
    for( g = 0.01; g (kleiner als) 0.05; g = g + 0.01 ) {
    vx = 0;
    vy = -0.0058; // GESCHWINDIGKEIT FUER KREISBAHN
    px = 290; // RADIUS DER KREISBAHN
    py = 0;
    for( t = 0; t (kleiner als) 1000000; t++ ) {
    r = sqrt( px * px + py * py ); // ABSTAND
    f = -g / ( r * r ); // g = RELATIVE ERDMASSE
    fx = f * px / r; // KRAEFTE
    fy = f * py / r;
    vx = vx + fx; // GESCHWINDIGKEITEN
    vy = vy + fy;
    px = px + vx; // POSITIONEN
    py = py + vy;
    x = (int)floor( 295.5 + px ); // BILDPUNKTE
    y = (int)floor( 295.5 + py );
    SetPixel( hdc, x, y, RGB( 0, 0, 0 ) ); } }
    r = 290 * 6371 / 42157; // ERDE ZEICHNEN
    for( px = -r; px (kleiner als) r; px = px + 0.001 ) {
    py = sqrt( r * r – px * px );
    x = (int)floor( 295.5 + px );
    y = (int)floor( 295.5 + py );
    SetPixel( hdc, x, y, RGB( 0, 0, 0 ) );
    y = (int)floor( 295.5 – py );
    SetPixel( hdc, x, y, RGB( 0, 0, 0 ) ); }

  16. Vorsicht, gefährliche Science Fiction:

    Für kleine Schwarze Löcher gibt es natürlich auch einige praktische
    Anwendungen, zumindest in der Fernsehserie “Andromeda Ascendant”.

    Den Punkt-Singularitäts-Projektor, kurz PSP genannt, den das Weltenschiff
    der Magog gegen die Andromeda Ascendant erfolgreich eingesetzt hat.

    Literaturnachweis deutsch:

    http://de.androwiki.org/Punkt-Singularit%C3%A4ts-Projektor

    Literaturnachweis englisch, und das sogar mit Bild:

    http://andromeda.wikia.com/wiki/Point_Singularity_Projector

    —–

    Admiral Graf Frederik von Hombug verwendet die Singularitäten
    gewohnheitsmässig dazu, um zwischen den verschiedenen
    Paralleluniversen elegant hin und her zu wechseln.

    Oft trifft er dort auf blutige Laien, die im Hyperraum zwischen
    den Paralleluniversen überhaupt nichts zu suchen haben.

    Ein Bild, die Archäologin Lara Croft und US-Airforce Colonel
    Samantha Carter vor einem Stargate der Atlantis-Zivilisation:

    http://members.chello.at/karl.bednarik/TORSTARA.jpg

  17. Hallo Karl Bednarik,

    dass die geostationären Satelliten selbst bei einer plötzlichen Verdopplung der Erdmasse bloß in eine elliptische Bahn um die Erde gehen, ist wohl den wenigsten Zuschauern des Films bewusst gewesen. Ich zumindest habe beim Kucken nicht gedacht: Wow, da haben die Wissenschaftler praktisch aus dem Stand und aus dem Nichts eine Schwarzes Loch von der dreifachen Erdmasse erzeugt…

    Besten Dank für die Berechnungen ^^

  18. Noch ein Nachtrag für Fanatiker:

    Ich habe das Bild noch etwas verbessert, und noch einen
    genaueren Wert für die Kreisbahngeschwindigkeit eingesetzt:

    http://members.chello.at/karl.bednarik/SATEBAH2.PNG

    Ausserhalb der Erde gelten die elliptischen Keplerbahnen mit dem
    Schwerpunkt der Erde in einem der beiden Brennpunkte der Ellipse.

    Innerhalb einer Kugel mit homogener Masseverteilung gibt es zwar
    stabile elliptische Bahnen, aber mit dem Schwerpunkt der Kugel
    im Mittelpunkt der Ellipse.

    Mit steigendem Radius nimmt die wirksame Masse einer Kugel mit
    dem Kubus des Radius r*r*r zu, und die Gravitation nimmt mit
    dem Quadrat des Radius ab 1/(r*r).

    Die Gravitation steigt daher linear mit dem Radius an r*r*r/(r*r) = r.

    Ein Bild, elliptische Bahnen im Inneren einer homogenen Kugel:

    http://members.chello.at/karl.bednarik/SATEBAH3.PNG

    Die Erde ist leider keine Kugel mit homogener Masseverteilung.

    Bis jetzt hat man weder kleine Schwarze Löcher,
    noch die Hawking-Strahlung beobachten können.

    Bei grossen Schwarzen Löchern strahlt praktisch nur die
    Akkretionsscheibe, wenn Materie hinein spiralisiert.

    Womöglich sind die kleinen Schwarzen Löcher die gesuchte
    dunkle Materie.

    Was passiert eigentlich, wenn man ein kleines Schwarzes
    Loch mit einem Atomkern des Eisens kombiniert?

    Dieses Gebilde hätte dann 26 positive Ladungen und eine
    Hülle aus 26 Elektronen, vermutlich genau so wie zuvor (?).

    —–

    Vorsicht, gefährliche Science Fiction:

    Natürlich habe ich das CERN-LHC-Problem genauer betrachtet.

    Der Universums-Disruptor:

    http://www.e-stories.de/view-kurzgeschichten.phtml?23737

    Und die Kernfusion in Meerwasser natürlich auch:

    Doomsday Device:

    http://www.e-stories.de/view-kurzgeschichten.phtml?25551

    Anansar, der Splitter der Ewigkeit, echt rhodanisch:

    http://www.perrypedia.proc.org/wiki/Anansar

  19. Hallo s3d471,

    auch unendlich dünne Linien konnen durch sehr kleine, aber nicht unendlich kleine, Atomkerne hindurch gehen.

    Ein Eisenatomkern hat rund 1,5 mal 10 hoch minus 14 Meter Durchmesser.

    Ein schwarzes Loch mit 1 Kilogramm Masse hat einen
    Radius von 1,5 mal 10 hoch minus 27 Metern.

    Natürlich reicht sein, für einen Einfang bei 10.000 Metern pro Sekunde Relativgeschwindigkeit geeignetes, Gravitationsfeld viel weiter als sein Radius, aber vermutlich nicht 10 hoch 13 mal so weit wie sein Radius.

    Fall es die Hawking-Strahlung wirklich gibt, dann hat ein schwarzes Loch mit 1 Kilogramm Masse eine Lebensdauer von 8,4 mal 10 hoch minus 17 Sekunden.

    Natürlich kann der LHC im CERN kein schwarzes Loch mit 1 Kilogramm Masse und einer Sprengkraft von 21,5 Megatonnen TNT erzeugen.

    Admiral Graf Frederik von Hombug sagte dazu:
    “Für interstellare Gefechte nicht geeignet.”

  20. Zitat von Karl Bednarik
    „dass dieses Schwarze Loch langsamer als 11,2 Kilometer pro Sekunde vom Kollisionsort wegfliegen würde (Ist diese Überlegung richtig?). „

    Rechnen wir mal ein klein wenig.

    Kinetische Energie + Ruheenergie vor dem Stoß=
    Kinetische Energie + Ruheenergie nach dem Stoß
    (beim Zusammenprall zweier Protonen)

    Bei 0.999999991*c haben wir vorher.
    14 905*m*c² kinetischer Energie und 2*m*c² Ruheenergie

    Wie ist das Verhältnis beider Energiearten nach so einem durchschnittlichen Zusammenprall?

    • Hallo W.G,

      aber 0.999999991 c mal Protonenmasse minus 0.999999991 c mal Protonenmasse ist ungefähr null, wenn bei einer zentralen Kollision nur ein einziges Teilchen entstehen sollte.

      Wenn mehr als ein Teilchen entsteht, dann ruht natürlich nur ihr gemeinsamer Schwerpunkt relativ zum LHC.

  21. Nun dieser Film habe ich mit auch angesehen. Besonders verwunderlich ist, daß trotz Kühlmittelverlust der Beschleuniger trotzdem arbeitete. Und wieso fiel dieses Schwarze Loch nicht einfach runter? Und von Kontinentalplatten, die in Brandenburg aneinander grenzen habe ich auch nichts gehört. Ma nsollte auch bedenken, daß jeder Zellkern mehr Masse als ein durch 2 Protonen erzeugtes schwarze Loch hat. Die Masse wäre etwa der von 1000-2000 Kohlenstoffatomen.

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