Spektakuläre Aspekte von auf Lichtgeschwindigkeit oder darüber beschleunigten Neutrinos
(ots) - Im September 2011 wurde ein Neutrinostrahl vom
CERN-Labor in der Schweiz, Switzerland zum INFN Gran Sasso-Labor in
Italien geschickt. Dabei schien dieser die Entfernung von 730 km
durch die Erde mit 0,0025 Prozent über Vakuumlichtgeschwindigkeit
zurückzulegen. Einige unbestrittenen Säulen der klassischen Physik
werden komplett ins Wanken geraten, falls sich dieses Experiment als
wiederholbar herausstellt. Tatsächlich lassen Einsteins Theorien die
Existenz unentdeckbarer Partikel zu, die sich schneller als Licht
bewegen. Diese Partikel werden als Tachyonen bezeichnet. Es besteht
allerdings keine Möglichkeit, solche theoretischen Tachyonen als ein
Transportmedium für Informationen zu nutzen. Einsteins maximale
Informationsgeschwindigkeit ist eindeutig auf die
Lichtgeschwindigkeit begrenzt. Der spektakuläre Aspekt eines solchen
entdeckbaren Neutrinostrahls wäre weniger die Erkenntnis, dass
Neutrinos tatsächlich Tachyonen sind, sondern die Entdeckung einer
Informationsgeschwindigkeit jenseits der Lichtgeschwindigkeitsgrenze.
Da Beobachtungen von Supernovaexplosionen keine Neutrinostrahlen
lange vor der Ankunft der bei diesen kosmischen Katastrophen
freigesetzten Photonen registrierten, ist das CERN-Experiment sehr
kritisch zu prüfen. Neutrinos der Supernova 1987a wurden vom Detektor
des Kamioka Nucleon Decay Experiments in Japan entdeckt. Dass die
Neutrinos die Erde aber nur etwa drei Stunden vor dem Licht dieses
Supernovaereignisses erreichten, wird auf die Tatsache zurückgeführt,
dass das Licht kurzzeitig in der Supernova gefangen war. Daraus wäre
zu schließen, dass sich Neutrinos eher mit Lichtgeschwindigkeit
bewegen. Falls die CERN-Ergebnisse korrekt sind, hätten die Neutrinos
Jahre anstatt Stunden vor dem Licht der Supernova ankommen sollen.
Es gibt zwei recht einfache Erklärungen für diesen scheinbaren
experimentellen Widerspruch zu Einsteins Begrenzung der
Vakuumlichtgeschwindigkeit und seiner Annahme, dass baryonische
Materie diese Barriere nicht erreichen kann, da ihre Masse
relativistisch zunimmt und deswegen eine unendliche Energiemenge
erforderlich wäre.
1) Falls das Experiment nicht wiederholbar ist, handelt es sich um
einen bisher unbekannten Fehler in der Auswertungsmethode, da
Neutrinos kaum Wechselwirkungen mit Materie haben und daher extrem
schwierig zu entdecken sind.
2) Falls das Experiment wiederholbar ist oder sich Neutrinos exakt
mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, wäre die einfachste Erklärung, dass
es sich bei dem vierdimensionalen Raum-Zeit-Kontinuum nicht wie von
Einstein angenommen um ein reines geometrisches Raster handelt,
sondern um ein besonderes energetisches Speichermedium, das der
klassischen Physik bisher entgangen ist. Die bekannte Tatsache über
ein Medium ist, dass bestimmte Partikel es mit
Überlichtgeschwindigkeit durchqueren können und dabei normalerweise
Lichtphänomene erzeugen, die als Tscherenkow-Strahlung bekannt sind.
Dieser Tscherenkow-Effekt ist mit dem akustischen Knall vergleichbar,
den ein Überschallflugzeug erzeugt. Falls sich Neutrinos mit exakt
Lichtgeschwindigkeit oder sogar noch schneller bewegen, könnten sie
ihre extrem geringe Masse durch einen ähnlichen Effekt erhalten. Dies
würde erklären, warum wir trotz ihrer hohen relativen Geschwindigkeit
entgegen den Vorstellungen Einsteins und den Gleichungen für
baryonische Massen keine gewaltige relativistische Massenzunahme
feststellen.
Aber wie könnte ein so eigenartiges Raum-Zeit-Medium aussehen? Es
kann sich auf keinen Fall um die Art von Äther handeln, von dem
Lorentz und andere Wissenschaftler noch ausgegangen waren, als
Einstein seinen geometrischen Raum-Zeit-Ansatz entwickelte, da die
Lichtgeschwindigkeit nicht für alle Beobachter konstant wäre.
Eine erste tragfähige Lösung des Rätsels erscheint, wenn man
Einsteins Raum-Zeit-Modell um quantenmechanische Aspekte erweitert
und gleichzeitig mit einem Rotationselement der wohlbekannten
Relativität der Gleichzeitigkeit verbindet. Dadurch wird das Vakuum
des Raums mit einer Art von quantenmechanischem Energieschaum
gefüllt. In seiner speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie zog
Einstein keine Quantifizierung von Zeit und Länge in Betracht, denn
eine solche Beschränkung bei verschwindend geringen Werten war zu
dieser Zeit noch nicht entdeckt und erörtert. Auch Neutrinos waren
noch unbekannt. Erst Jahre später hielten quantenmechanische Aspekte
in Form der Heisenbergschen Unschärferelation und der Planck-Skala in
der Physik Einzug.
Seit Einsteins Ära wissen wir, dass Ereignisse entlang der
Bewegungsachse eines Raumschiffs, die für einen an Bord befindlichen
Beobachter gleichzeitig sind, bei hoher relativer Geschwindigkeit von
einem zurückbleibenden Beobachter als aufeinanderfolgende Ereignisse
wahrgenommen werden, denn die Lichtgeschwindigkeit ist für beide
Beobachter konstant und verursacht damit die sogenannte Relativität
der Gleichzeitigkeit. Falls wir nun zum Beispiel die Entfernung
zwischen zwei gleichzeitig ausgelösten Lichtblitzen auf einen
verschwindend geringen Minimalwert begrenzen, würde ein
zurückbleibender Beobachter diese gleichzeitigen Ereignisse bei einer
bestimmten Geschwindigkeit des Raumschiffs als aufeinanderfolgende
Ereignisse wahrnehmen. Dies hat sicherlich eine energetische Wirkung
auf den zurückbleibenden Beobachter, denn Einsteins Raum-Zeit-Raster
bekommt somit eine Art Energiespeichereffekt auf seiner Zeitachse für
den zweiten Lichtblitz. Diese wohlbekannte Funktion von Einsteins
spezieller Relativitätstheorie lässt sich mit einem zweidimensionalen
Graphen wiedergeben, auf dem die gleichzeitigen Ereignisse auf einer
X-Achse und aufeinanderfolgende Ereignisse auf einer Y-Zeitachse
dargestellt werden.
Verwandeln wir nun die gleichzeitigen Ereignisse im Einklang mit
den bewährten und unbestrittenen Formeln der relativistischen
Mechanik in aufeinanderfolgende Ereignisse und unter Berücksichtigung
dieses einfachen Quantisierungsschemas an den unteren Grenzwerten von
räumlicher Entfernung und zeitlichem Fortschreiten bringen wir
quantisierte Rotationselemente in das Gesamtbild ein. Dies führt zu
einer erweiterten Raum-Zeit-Struktur mit relativen Speicherzonen für
dunkle Energie und dunkle Materie sowie einer tragfähigen Erklärung
der eigenartigen Natur und Eigenschaften von Neutrinos, unabhängig
davon, ob sich diese exakt mit Lichtgeschwindigkeit, knapp darunter
oder unerwarteterweise sogar etwas darüber bewegen.
Pressekontakt:
Henryk Frystacki, PhD
Mitglied der Russischen Akademie der Technischen Wissenschaften,
Moskau
Externes Vorstandsmitglied des Institute for Gravitation and Cosmos
an der Pennstate University, USA Homepage: www.frystacki.de
Telefon: +49 08157924137
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Datum: 24.10.2011 - 10:00 Uhr
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