Experimente am CERN stellen Lichtgeschwindigkeit als kosmisches Tempolimit in Frage

Der elektronische Neutrino-Detektor des OPERA-Experiments. | Copyright: operaweb.lngs.infn.it

Genf/ Schweiz - Mit dem Experiment "OPERA", das einen Neutrinostrahl von "CERN 2" im italienischen Gran Sasso Laboratory vermisst, sind Wissenschaftler auf ungewöhnliche Daten gestoßen. Diese scheinen zu belegen, dass die vermessenen Neutrinos mit einer Geschwindigkeit reisen, die die Lichtgeschwindigkeit überschreitet, obwohl diese bislang eigentlich als maximales kosmisches Tempolimit galt.

Wie die CERN-Wissenschaftler berichten, überschreitet die gemessene Geschwindigkeit der Neutrinos die Lichtgeschwindigkeit um 20 Teile pro Million. Aufgrund der weitreichenden Konsequenzen, die diese Beobachtung haben könnte, haben sich die Wissenschaftler entschieden, ihre Ergebnisse vorab auf "arxiv.org" zu veröffentlichen und so allen Wissenschaftlern zur Verfügung zu stellen, bevor die Grenzüberschreitung anerkannt werden kann.

Mit Lichtgeschwindigkeit als kosmisches maximales Tempolimit widersprechen die OPERA-Daten einem der fundamentalen physikalischen Gesetze und würden erstmals einen Beweis für eine Abweichung von Einsteins Relativitätstheorie erbringen.

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"Die Ergebnisse sind für uns eine absolute Überraschung", so Antonio Ereditato, dem OPERA-Sprecher von der Universität Bern. "Nach vielen Monaten, in welchen wir die Ergebnisse immer wieder hin und her gewälzt und überprüft haben, konnten wir keine Hinweise dafür finden, dass es sich um einen instrumentalen Effekt handelt."

Während die OPERA-Forscher weiterhin nach möglich rationalen Erklärungen für die Messergebnisse suchen, hoffen sie durch die Veröffentlichung der Daten zugleich, dass die Messungen durch unabhängige Experimente und Überprüfung der Daten bestätigt oder widerlegt werden können.

"Sollten diese Messergebnisse bestätigt werden", so der Forschungsdirektor des Europäischen Kernforschungszentrums (CERN), Sergio Bertolucci, "würde das unsere Vorstellungen von Physik grundsätzlich verändern. Zuvor benötigen wir jedoch unabhängige Bestätigungen und den Nachweis, dass es keine anderen, einfacheren Erklärungen für die Messungen gibt."

Die Messungen selbst sind das Ergebnis eines Experiments von Präzisionsmessungen des Abstands und der 'Flugzeit' der Neutrinos zwischen der Quelle der Neutrinos und dem Detektor. Hierbei wurde der Neutrinostrahl mit einer minimalen Ungenauigkeit von nur 20 Zentimetern über eine Gesamtstrecke von 730 Kilometern mit einer zeitlichen Genauigkeit von 10 Nanosekunden mit Hilfe von Atomuhren und GPS vermessen.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / cern.ch

Treibt "Planet X" frei im All? - Modelle belegen Rauswurf eines fünften Riesenplaneten im frühen Sonnensystem

Künstlerische Interpretation eines allein und frei im interstellaren Raum treibenden Riesenplaneten (Illu.). | Copyright: NASA/JPL-Caltech

Boulder/ USA - Unser Sonnensystem beherbergt bekanntermaßen vier große Riesenplaneten: Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Mit neuen Computersimulationen wollten US-Forscher eigentlich dem Rätsel der Planetenentstehung vor rund 4,6 Milliarden Jahren näher kommen und entdeckten dabei nun, dass es einst einen weiteren Riesenplaneten aus Eis gegeben haben sollte, der sich nun, ungebunden an die Sonne, durch den interstellaren Raum bewegt.

Wie die Forscher um David Nesvorny vom "Southwest Research Institute" (allerdings unabhängig von Spekulationen um "Planet X") vorab auf "arxiv.org" berichten, weisen die Ergebnisse von 6.000 unterschiedlichen Simulationen über das Wachstum des frühen Sonnensystems, dass sich dessen heutige Form am besten mit Hilfe eines weiteren - fünften - Riesenplaneten erklären lässt.

"Studien zur Interaktion von Riesenplaneten mit der protoplanetaren Scheibe aus Gasen und Staub zeigen, dass die Umlaufbahnen dieser Planeten zusehends ins Innere des Sonnensystems wandern. Während dieses Vorgangs kommt es meist dazu, dass zwei Planeten eine nahe Verbindung miteinander eingehen. Solche Planetensysteme können dann dynamisch sehr instabil werden, nachdem die Gase der protoplanetaren Scheibe aufgebraucht sind. Dann kommt es dazu, dass derart miteinander verbundene Planeten sich gegenseitig abstoßen. Anhand dieses Modells lassen sich beispielsweise die stark elliptischen Bahnen einiger Exoplaneten und die relativ große Menge an frei von einem Stern im interstellaren Raum treibender, sogenannter Steppenwolf-Planeten, erklären.

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Das Sonnensystem selbst, mit seinen weit voneinander entfernt liegenden und nahezu kreisrunden Umlaufbahnen der Planeten, scheint sich von der großen Masse bislang bekannter extrasolarer Planetensysteme zu unterscheiden. "Tatsächlich", so die Forscher, "sah unser frühes Sonnensystem wahrscheinlich sehr viel anders aus als heute".

Jene Simulationen der Forscher aus Boulder, die im Endergebnis unserem tatsächlichen Sonnensystem an ähnlichsten sahen, begannen mit einem frühen, dicht gepackten Sonnensystem mit einem fünften "Eis-Riesen" mit einer Masse irgendwo zwischen der von Uranus und Neptun, der die Sonne im fünfzehnfachen heutigen Erdabstand umkreiste. Jupiter und Saturn stießen dann die leichteren Planeten Uranus und Neptun nach außen auf ihre heutigen Positionen, wo sie wiederum dortige Planetenvorläufer, sogenannte Planetesimale verdrängten und diese zum vermuteten Ursprung der Kometen, dem Kuipergürtel wurden.

Schlussendlich wurde dann auch der fünfte (Eis)Riese durch eine "Begegnung" mit dem Jupiter vollständig aus dem Sonnensystem herausgeschleudert. "Dieses Bild stimmt mit der kürzlich bestätigten Vorstellung von relativ vielen frei im interstellaren Raum treibenden Planeten überein", so die Studie, "und deutet daraufhin, dass dieser Rauswurf von Planeten aus Planetensystemen relativ oft vorkommt."

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Quellen: grenzwissneschaft-aktuell.de / arxiv.org



Satellitenabsturz: NASA präzisiert Absturzvorhersage

Ansichten des sich langsam zur Erde taumelnden Erdbeobachtungssatelliten UARS. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: Thierry Legault Emmanual Rietsch, astrophoto.fr

Washington/ USA - Die NASA hat ihre Vorhersage zum Absturz des Erdbeobachtungssatelliten "UARS" am morgigen Freitag präzisiert. Wo genau die erwarteten Trümmer niedergehen werden, kann jedoch immer noch nicht genau gesagt werden. Nur eines scheint sicher: Nordamerika ist außer Gefahr. Mittlerweile liegen erste Aufnahmen des taumelnden Satelliten vor.

Wie die NASA auf der Seite zum "Upper Atmosphere Research Satellite" berichtet, wird dessen Wiedereintritt für den morgigen Freitagnachmittag (Eastern Daylight Time) also für Freitagabend gegen 22 Uhr mitteleuropäischer Zeit erwartet. Zudem könne allerdings schon jetzt gesagt werden, dass die Trümmer nicht auf der nordamerikanischen Landmasse niedergehen werden.

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Die französischen Astrofotograf Thierry Legault (astrophoto.fr) und Emmanual Rietsch haben den Satelliten in den vergangenen Tagen verfolgt und eine Serie faszinierender Aufnahmen erstellt, die wir hier auf "grenzwissenschaft-aktuell.de" mit freundlicher Genehmigung des Fotografen zeigen können. Gemacht wurden die Aufnahmen am 15 September 2011 mit einem 14-Zoll-Teleskop von Dunkerque aus. Die Aufnahmen belegen eindrucksvoll das taumelnde Verhalten des außer Kontrolle geratenen, kleinbusgroßen und 6,5 Tonnen schweren Satelliten.

Legaults und Rietschs Videoaufnahmen des taumelnden Satelliten | Copyright: Thierry Legault Emmanual Rietsch, astrophoto.fr

Klicken Sie auf die Bildmitte, um das Video zu starten

Laut Aussagen der NASA besteht der Satellit aus etwa 26 Komponenten, die groß genug sind, um den Wiedereintritt und Höllenritt durch die Erdatmosphäre zu überstehen und die Erdoberfläche zu erreichen. Das größte dieser Teile wiegt 150 Kilogramm.

In Anbetracht der Tatsache, dass es rund sieben Milliarden Menschen auf der Erde gibt, so erläutert der Chefwissenschaftler des "Orbital Debris Program" der NASA Nick Johnson, und der Großteil der Erdoberfläche von Wasser bedeckt ist, liege die geschätzte Wahrscheinlichkeit, dass überhaupt ein Mensch getroffen wird bei 1:3.200. Die Wahrscheinlichkeit dass ein bestimmter Mensch von den Trümmern getroffen werde schätzt die NASA auf 1 zu 21 Billionen.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / nasa.gov / astrophoto.fr