Eine Fabrik für Schwarze Löcher

Bereits in wenigen Monaten könnten im CERN bei Genf winzige Schwarze Löcher wie am Fließband produziert werden - dies wäre der Beweis, dass unser Raum mehr als drei Dimensionen hat

Breite, Länge, Höhe, ... Können Sie diese Wortfolge fortsetzen? Bisher kann das niemand. Denn noch haben Physiker keine Worte für die zusätzlichen Raumdimensionen erfunden, die sich möglicherweise in unserem Universum verstecken. Bisher gibt es nicht einmal experimentelle Hinweise dafür, dass diese theoretisch vorhergesagten Dimensionen überhaupt existieren. Doch das könnte sich bald ändern – vielleicht noch in diesem Jahr. Denn wenn alles glatt läuft, soll in wenigen Monaten im Europäischen Labor für Teilchenphysik CERN bei Genf der neue Teilchenbeschleuniger LHC seinen Betrieb aufnehmen. Wenn die versteckten Raumdimensionen tatsächlich existieren und darüber hinaus eine bestimmte Größe erreichen, dann wird der LHC Unmengen winziger Schwarzer Löcher produzieren, wie Marcus Bleicher von der Universität Frankfurt berechnet hat.

Bei dem Begriff Schwarzes Loch denkt man zunächst an die gigantischen Schwerkraftfallen, die alles in sich hineinsaugen, was ihnen zu nahe kommt. Ein solches Monster mit der Masse von drei Millionen Sonnen sitzt beispielsweise im Zentrum unserer Milchstraße. Doch für die Größe eines Schwarzen Lochs gibt es keine Untergrenze. Theoretisch können Schwarze Löcher fast beliebig klein sein. Praktisch stellt sich dabei jedoch ein Problem: Ein Objekt kann sich nur dann in ein Schwarzes Loch verwandeln, wenn seine Materie so weit "zusammengequetscht" wird, dass es den so genannten Schwarzschild-Radius unterschreitet. Die gesamte Masse der Erde müsste man dazu beispielsweise in eine Kugel mit dem Radius neun Millimeter hineinquetschen.

Gemäß Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie ist dieser Schwarzschild-Radius proportional zur Masse des Objektes. Im Gegensatz dazu gilt aber zwischen dem tatsächlichen Radius eines kugelförmigen Objektes und seiner Masse die Regel: Verdoppelt man den Radius, dann wird die Masse bei gleichbleibender Dichte vervierfacht. Oder anders ausgedrückt: Stern B, der ein Viertel der Masse von Stern A hat, hat den halben Radius von A. Aber: Der Schwarzschild-Radius von B ist nur ein Viertel so groß wie der von A. Das heißt: Je kleiner ein Objekt ist, desto mehr muss man es zusammenquetschen, damit es den Schwarzschild-Radius unterschreiten und zum Schwarzen Loch werden kann.