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Teilchenphysik: Was wurde aus den Schwarzen Löchern vom Cern?
Cern

Der größte Teilchenbeschleuniger der Welt könnte uns alle töten - so tönten Kritiker vor dem Start des LHC: Sie warnten vor Schwarzen Löchern. Nun startet der Beschleuniger wieder - mit fast doppelter Energie.

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der.tommy 14.03.2015, 14:56
130. @kalaniu

In ihrem Kommentar 58 liegt nur ein gedanklicher Fehler: damit das erzeugte System von Teilchen sowas wie eine Atombombe auslösen könnte, müsste das System die dazu nötige Energie besitzen. Nehmen wir mal an die Sprengkraft wäre 1kT tönt äquivalent. Dann müssten zwei Teilchen bei der Kollision einen Zustand mit wenigstens dieser Energie erzeugen. Tun sie aber nicht. Sie haben dann Energien von lediglich 10^8 eh. Das ist nichtmal ein Millionstel Joule.

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Hermes75 14.03.2015, 17:10
131.

Zitat von Kunerich
Die Erde ist viel zu klein und massearm, als dass hier jemals eine Dichte und Temperatur erreicht werden könnte, die für die Zündung einer Kernfusion benötigt wird. Jeder Physiker der Welt wir das bestätigen. Trotzdem stehen massenweise Wasserstoffbomben in der Gegend rum, wo genau diese Kernfusion passiert. Die Dauer ist unerheblich. Es zählt das Schadenspotential.
Um eine Kernfusion zu erreichen muss die Coulomb-Barriere überwunden werden. In der Natur geschieht dies durch den enorm hohen Druck im Inneren eines Sterns, es gibt aber auch andere Möglichkeiten, z.B. eine sehr hohe Termperatur, d.h. indem man die Teilchen auf sehr hohe Geschwindigkeiten beschleunigt.

Auch in der Natur kommen extrem schnelle, energiereiche Teilchen vor. In der kosmischen Strahlung hat man schon Teilchen gefunden die Energien aufwiesen die weit höher liegen als es selbst der LHC jemals erreichen kann. Diese Teilchen kommen überall im Universum vor und sie kollidieren genauso wie im LHC.
Welche Phänomene auch immer durch Teilchenkollisionen vorkommen können, die Natur hat schon millardenfach ausprobiert.

Die Diskussion ist etwa so sinnvoll wie die Frage ob man auf PKW-Crashtests verzichten sollte weil bei der Kollision von zwei Autos die herumfliegenden Trümmer jemand verletzen könnten...

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fitzefatz 14.03.2015, 18:27
132. Was 'ne Diskussion

Schon der Wahnsinn, was nicht alles passieren könnte... also in unserer Gedankenwelt, nicht? Zum Start welches Teilchenbeschleunigers, welcher seiner Zeit jeweils noch nicht da gewesene Kollosionsenergien erzeugt hat, gab es denn bitte keine Weltuntergangsbeschwörer?

Ich frage mich bei dieser "Sicherheitsdebatte" folgendes:
Angenommen, in der theortetischen Physik hätte bis dato niemand die Hypothese aufgestellt, dass subsubsubmikroskopische Schwarze Löcher existieren könnten. Ohne diesen Terminus würde doch keiner von doch sehr oft recht fachfremden Bedenkenträgern auf die Idee kommen, dass dieses Bisschen an Atomkernen, welche sich da im LHC im Kreis drehen und ab und an zusammentreffen irgendein Risiko bergen könnten. Oder?

Auf diese Art und Weise könnte ich jedwedes Experiment kritisieren, indem zu irgendwelchen Hypotesen noch irgendwelche disaströsen Hypotesen aufstelle.

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kalaniu 14.03.2015, 20:58
133.

Zitat von der.tommy
Es spielt nur überhaupt keine Rolle, wie viele Kollisionen im LHC im Jahr verglichen mit entsprechenden Ereignissen in der Erdatmosphäre stattfinden. Während der vergangenen 10^22 Kollisionen (nur die auf der Erde!!!!) ist nichts passiert. Wenn es also möglich wäre, dass ein fatales Ereignis die Folge solcher kollisionen ist, wäre die wahrscheinlich geringer als 1/10^22. das reduziert die Chance dafür, dass das im LHC überhaupt passiert aufgrund der geringen Anzahl Kollusionen auf 1/10^28. nun kann man sagen das ist immer noch ein risiko. ABER: nicht nur die Erde ist dieser Strahlung ausgesetzt, sondern die gesamte materie im Universum. Es gibt keinen Hinweis darauf, dass diese Kollisionen katastrophale Folgen haben. Und das auch nach 13 Milliarden Jahren im gesamten Universum. Meinen sie wirklich, da schaffen wir es mit der Hand voll an Kollisionen auf der Erde die Statistik zu ändern? ...
Hallo der.tommy,

wenn ich es Recht sehe, argumentieren sie genauso wie Elis et al. in "Review of the Safety of LHC Collisions", http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0806/0806.3414.pdf. Nachdem die Autoren die Anzahl der Kollisionen auf der Erde verglichen haben, setzen sie dieses für die Sonne und schließlich für das ganze Universum fort. Und argumentieren, dass es in Anbetracht der großen Zahl kein Risiko geben kann.

Allerdings ist das nicht die Risikoanalyse die ich erwartet hatte, bevor ich diese Studie das erste Mal gelesen habe. Die Autoren stellen das Argument auf nur 18 Zeilen vor. Des weiteren geben Sie dafür keine Zitate an. Sie diskutieren nicht die Art der Risiken und die Problematik des Nachweises falls diese Risiken auftreten. Sie suggerieren, dass ein auftretender Schaden falls es ihn gäbe, so groß wäre, dass er unmittelbar beobachtbar wäre.

Elis et al. diskutieren z.B. gar nicht wie ein mögliches Risiko kleinerer Schäden ausgeschlossen werden kann. Sie erwähnen diese Möglichkeit nicht einmal.

Für große Risiken gehen sie nicht auf den "Observation Selection Effect ein". Dieser besagt, dass wir als Beobachter niemals ein Ereignis beobachten können, welches wir nicht überleben hätten. Dabei wurde dieses Problem 2008 bereits diskutiert, siehe z.B. Tegmark, M. & Bostrom N., Nature 438, 754 (2005).

Sie zitieren keine Studien, die durchgeführt wurden, um Schäden an Sternen und Planeten aufgrund gefährlicher Prozesse auszuschließen. Aber genau dass hätte ich erwartet, wenn Elis et al. diese Argumentation als zentralen Bestandteil einer Risikoanalyse verwenden.

Das ist deshalb problematisch, da der die anderen Teile der Risikoanalyse von Elis et al. zu großen Teilen mittels uns bekannter Theorien und theoretischer Prinzipien argumentiert. Ich verstehe dass so, "Auf Basis des uns bekannten Wissens, ist das Risiko vernachlässigbar". Oder "Würde etwas passieren, so wäre das vom wissenschaftlichen Standpunkt her eine Entdeckung".

Nun müssen wir aber davon ausgehen, dass wir grundsätzliche Phänome der Natur noch nicht wirklich verstanden haben. Was ist mit der Quantenmechanik? Wodurch entsteht Gravitation? Die entsprechenden Theorien sind noch in der Entwicklung.

Mit freundlichen Grüßen,
Rainer Winkler

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kalaniu 14.03.2015, 21:09
134. Ich argumentiere unabhängig von einer uns bekannten Theorie

Zitat von der.tommy
...Im übrigen: es ist energetisch schlicht nicht möglich. Und da spielt es keine Rolle welche Teilchen entstehen könnten. Wenn die Energie nicht da ist um ein schwarzes Loch zu erzeugen, ändert die Unwissenheit über die möglichen teilchenzustände, die bei den Kollisionen entstehen, auch nichts daran. ...
Hallo der.tommy,

ich argumentiere nicht mit schwarzen Löchern. Ich persönlich halte das Risiko der Erzeugung eines schwarzen Loches am LHC für gering.

Allerdings versuche ich das Risiko nicht dadurch abzuschätzen, dass ich nur die mit unserem Kenntnisstand zu erwartenden Phänomene bewerte. Sondern ich versuche die Risikoabschätzung so zu machen, dass sie auch dann gültig ist, wenn es wesentliche Erkenntnisse gibt, die wir noch nicht kennen.

Falls die Energieerhaltung so berücksichtigt werden kann, wie wir heute wissen, sollte eine größere Explosion nicht passieren. Ausser die dazu notwendige Energie kommt von etwas, was wir heute noch nicht kennen.

Nun hat sich unser Kenntnisstand über die Natur in den letzten paar Hundert Jahren aber bereits wesentlich verändert, und wenn ich mir die ungelösten Fragen der Physik heute anschaue, würde ich mich wundern, wenn in den nächsten paar Hundert Jahren keine wesentlich neuen Erkenntnisse hinzukommen. Nur welche werden das sein?

Mit freundlichen Grüßen,
Rainer Winkler

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kalaniu 14.03.2015, 21:13
135. Siehe meine Antwort auf den 2. Teil von Posting 130

Zitat von der.tommy
In ihrem Kommentar 58 liegt nur ein gedanklicher Fehler: damit das erzeugte System von Teilchen sowas wie eine Atombombe auslösen könnte, müsste das System die dazu nötige Energie besitzen. Nehmen wir mal an die Sprengkraft wäre 1kT tönt äquivalent. Dann müssten zwei Teilchen bei der Kollision einen Zustand mit wenigstens dieser Energie erzeugen. Tun sie aber nicht. Sie haben dann Energien von lediglich 10^8 eh. Das ist nichtmal ein Millionstel Joule.
Hallo der.tommy,

in Posting 131 konkretisieren sie das was sie am Ende von Posting 130 bereits ausgeführt haben. Sehen Sie daher bitte meine Antwort zum 2. Teil von Posting 130.

Mit freundlichen Grüßen
Rainer

PS: Habe dieses Posting leider zu spät gelesen

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kalaniu 14.03.2015, 21:25
136. Argumentation von Ord et al. zum Argument der Lähmung

Zitat von og_heeren
... dann brauchen wir eigentlich keine Modelle mehr zu erzeugen und danach zu handeln und wir könnten auch verbieten Leuchtstoffröhren zu benutzen, wir wissen ja nicht mit Sicherheit ob nicht einer der Quanteneffekte ausartet und die Hälfte des Planeten in Stücke sprengt. Jeder Fortschritt würde der Angst vor dem Unbekannten zum Opfer fallen...
Hallo og_heeren,

Es gibt eine Antwort auf dieses Argument in einem Artikel von Ord et al. "Probing the Improbable: Methodological Challenges for Risks with Low Probabilities and High Stakes" (http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0810/0810.5515.pdf, Erschienen im Journal of Risk Research)

Ich übersetze in Ausschnitten: "..., da es unmöglich ist ein Risiko für etwas so triviales wie das Fallenlassen eine Bleistiftes auszuschließen, kann unsere Argumentation auch dazu verwendet werden, alles zu verbieten...". Die Autoren antworten darauf "... für Ereignisse wie das Fallenlassen eines Bleistiftes, für die es keine plausible Wirkungskette gibt, welche die Zerstörung der Welt bedeuten würde, erscheint es genauso wahrscheinlich, das die Welt zerstört werden würde, wenn der Bleistift nicht fallen gelassen wird. Der erwartete Schaden wäre in beiden Fällen also ähnlich groß. ..."

Wesentlich wäre also die Antwort auf die Frage, "gibt es eine plausible Wirkungskette".

Mit freundlichen Grüßen,
Rainer Winkler

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Kunerich 15.03.2015, 09:49
137.

"Welche Phänomene auch immer durch Teilchenkollisionen vorkommen können, die Natur hat schon millardenfach ausprobiert." @131
Laut Google & Co. wimmelt es im Weltall nur so von schwarzen Löchern. Wer kann mit absoluter Gewissheit sagen, dass nicht eines davon aus einer dem CERN vergleichbaren Apparatur entstanden ist? Siehe dazu auch @1
Den Vergleich mit dem Chrashtest verstehe ich nicht.
Vermutlich, weil dieser einen Bezug zu etwas -subjektiv betrachtet- sinnvollem steht.

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der.tommy 15.03.2015, 11:46
138. @kunerich

Das stimmt. Es gibt Milliarden schwarzer Löcher. Im Zentrum nahezu jeder Galaxie mindestens ein supermassives. Hinzu kommen Milliarden stellare, die aus supernovae hervorgegangen sind. Auf Mini-Löcher hingegen, beispielsweise in der Größe eines Planeten, gibt es keine Hinweise. Es gibt auch keinen natürlich Prozess der das bewerkstelligen könnte, denn für große Objekte wissen wir ziemlich genau, wie SL entstehen. Was ist nun mit mikroskopischen? Nach allem was wir bisher wissen, können die nicht bei den Energien entstehen, die wir im LHC erzeugen. Wäre es so, hätten wir sie auch schon auf der Erde beobachten können. Nehmen wir an SL sind ein eher unwahrscheinlich zerfallsweg der kosmischen Strahlung und richten noch seltener Schäden an, weshalb wir sie bisher nicht nachweisen konnten. Was könnte passieren? Die gravitationswirkung eines solchen SL wäre vernachlässigbar gegenüber anderen Wechselwirkungen, wie der elektromagnetischen. Würde also ein solches SL hier auf der Erde entstehen, würde es sich wie ein heliumkern Verhalten. 2 Elektronen aufnehmen und wohl nie wieder mit irgendetwas wechselwirken. Denn neben der gravitation gibt es noch andere erhaltungssätze und Kräfte die bedeutsamer sind.

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Hermes75 15.03.2015, 14:26
139.

Zitat von Kunerich
"Welche Phänomene auch immer durch Teilchenkollisionen vorkommen können, die Natur hat schon millardenfach ausprobiert." @131 Laut Google & Co. wimmelt es im Weltall nur so von schwarzen Löchern. Wer kann mit absoluter Gewissheit sagen, dass nicht eines davon aus einer dem CERN vergleichbaren Apparatur entstanden ist? Siehe dazu auch @1 Den Vergleich mit dem Chrashtest verstehe ich nicht. Vermutlich, weil dieser einen Bezug zu etwas -subjektiv betrachtet- sinnvollem steht.
Ein Schwarzes Loch mag uns als etwas unglaublich bedrohliches erscheinen, aber seine Schwerkraft ist nicht größer als die des Objektes aus dem es entstanden ist. Schwarze Löcher gehören zum Kosmos genauso wie Sonnen. Ohne Schwarze Löcher hätte unser Kosmos nicht die Gestalt die er hat und wir würden nicht existieren, weil die Voraussetzungen die zu unserer Existenz geführt haben, nie eingetreten wären.

Anders als im Makrokosmos ist im Mikrokosmos die Stärke der Schwerkraft im Vergleich zu den anderen Grundkräften unvorstellbar winzig. Was die Schwarkraft so mächtig macht ist der Umstand, dass ihre Reichweite im Gegensatz zu den anderen Grundkräften sehr, sehr groß ist.
Wenn also wirklich SEHR viel Materie zusammen kommt, dann kann die Schwerkraft stärker werden als z.B. die elektromagnetische Wechselwirkung und dann kann sich ein stellaren Schwarzes Loch bilden.
Dieses bräuchte jedoch mehr Materie als in unserem ganzen Sonnensystem überhaupt vorhanden ist und hier machen sich Leute in die Hose vor dem was passieren könnte wenn ein paar Atome kollidieren.

Würde die Menschheit von einer derart panischen Angst vor dem Unbekannten beherrscht, würden wir heute noch auf den Bäumen hocken, denn jede, wirklich jede Entdeckung beinhaltet auch immer gewisse Risiken.

Ich persönlich würde mir aber z.B. viel mehr Sorgen machen um das was die Militärs weltweit so in ihren geheimen Biowaffenlaboren liegen haben. Diese Kreationen sind eine konkrete und reale Bedrohung für die Menschheit und kein fiktives Katastrophenszenario.

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