Mystery & Geheimgesellschaften

Vom Urknall zum Durchknall

3. November 2018

Nüchterne Wissenschaftler erkennen Ansätze von Größenwahn in einer zunehmend industriellen Physik. Forschende Himmelstürmer beanspruchen nichts Geringeres, als die Entstehung des Weltalls nachzustellen.

Wie beflissene Laien wissen, haben Astrophysiker einen Urknall. Vor rund vierzehn Milliarden Jahren, so lehren die Wissenschaftler, gähnte ein einziges unermessliches schwarzes Loch. Das dunkle Gebilde vereinte in sich allen Stoff der Welt. So heißt es. Unversehens sei das Düsterding mit einem gewaltigen Donnerschlag geborsten. Sein Inhalt wäre gleich einer platzenden Silvesterrakete auseinander gestoben und fliege noch heute in Gestalt der Sterne in alle Richtungen davon.

Bollrige Heilsbotschaft

Diese Fassung der biblischen Schöpfungsgeschichte als übergroßer Böller stammt – was Wunder – von einem Gottesmann, der zugleich Physiker war und zuvor als Artillerist gedient hatte. Die Rede ist von dem belgischen Abbé Georges Lemaître. Der lärmgewohnte Geistliche veröffentlichte sein frommes Polterwerk um 1927, mithin wohl verortet zwischen den beiden Weltkriegen. Geboren aus Stahlgewittern wurde seine knallige Heilsbotschaft zum Kernstück der physikalischen Kosmologie, der Kunde von der Welt als Ganzem, sozusagen der Ideologie-Abteilung der Naturwissenschaft.

Soweit die heiligen Worte! Hätte es damit sein Bewenden gehabt, wäre Steuerzahlern viel erspart geblieben. Aber ehrgeizige Physiker am europäischen Zentrum für Kernforschung CERN bei Genf in der Schweiz beunruhigen ihre Zeitgenossen mit der erklärten Absicht, hier und heute schwarze Löcher der erwähnten Art zu erzeugen. Dazu ließen sie in der Schweiz die gewaltigste und teuerste Maschine errichten, die Menschen jemals gebaut haben: Einen großen Teilchenbeschleuniger, zünftig auf Denglisch „Large Hadron Collider“ genannt, kurz LHC.

Lage und Ausdehnung des LHC in der Schweiz (Abbildung CERN)

Aufprall bei Weltraumkälte

Ein kreisförmiger, dickbauchiger U-Bahn-Tunnel von sage und schreibe 27 Kilometern Länge wurde hundert Meter unterhalb der Ackerkrume in eidgenössischen Grund und Boden gebuddelt. An die 9.400 Elektromagnete bestücken die Wände der Riesenröhre. Flüssiger Wasserstoff und eben solches Helium kühlen sie auf Weltraumkälte herunter.

Blick in den Tunnel des großen Teilchen-Beschleunigers beim CERN nahe Genf. (Link)

Die solchermaßen hoch gekitzelten Kraftpakete sollen gewisse Teilchen bis nahezu Lichtgeschwindigkeit im Kreis herum jagen und in vollem Lauf aufeinander prallen lassen. Dabei entstehen angeblich die besagten finsteren Vertiefungen wie bei der mutmaßlichen Stunde Null, in der das All seinen Anfang genommen hätte – vorerst noch in verkleinertem Maßstab.

Teilweise Göttliches

Die Abkürzung CERN steht für Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, dem Europarat für Kernforschung. Der hat den Teilchentempel gegründet. Der Name klingt nüchtern und sachlich. Geworden ist daraus eine Atomarena für Artilleristen aus aller Herren Länder, die dort ein wenig Gott spielen.

Mit einer gewissen Folgerichtigkeit haben die Forscher angeblich ein sogenanntes Gottesteilchen dingfest gemacht. Eine weniger weihevolle Bezeichnung für das wundersame Etwas lautet Higgs-Boson. Was nach einem Mittel gegen den Schluckauf klingt, gilt der Kernphysik als Stein der Weisen.

Heiliges Higgs

Wahrnehmen könne man das heilige Higgs allerdings nicht, räumen die Versuchsleiter ein. Das himmlische Teilchen zerfalle sofort wieder, kaum dass es entstanden sei. Nur Spuren des flüchtigen, wenn nicht gar verschwindenden Daseins der sagenhaften Knallerbsen ließen sich mehr oder weniger mittelbar messen. Ein namentlich nicht genannter Forscher wurde mit dem Satz zitiert: „Wir wissen alles über das Higgs-Teilchen, nur nicht, ob es wirklich existiert.“

Der Drang vom Höherem zum Allerhöchsten scheint unter Physikern zunehmend um sich zu greifen. Der amerikanische Vertreter des neuen Ordens George Smoot glaubt nach eigenen Worten das „Antlitz Gottes geschaut“ zu haben. Die Gesichtszüge des Allmächtigen erkannte der Leiter eines Satelliten-Programms der NASA in der kosmischen Hintergrund-Strahlung. Diese Erscheinung ist dem Vernehmen nach von der ersten großen Urknallerei übrig geblieben. Jedenfalls haben die neuen Verkünder zu Genf mit ihrem Kernteilchenkreisel ihrer eigenen Großmannssucht ein eindrucksvolles Denkmal gesetzt.

Holzweg durchs Universum

Bei so viel Vermessenheit regt sich auch innerhalb der Zunft ein gewisses Unbehagen. Der Münchner Physiker Alexander Unzicker sieht die Kollegen auf dem Weg „Vom Urknall zum Durchknall“. So lautet der Titel eins seiner Bücher. Ferner bescheinigt er ihnen „Auf dem Holzweg durch das Universum“ zu sein. So heißt ein weiteres Werk aus der Feder des tadelnden Spötters. Trotz strittiger Befunde erhielten die Genfer Schleuderer den Nobelpreis. Unzicker veröffentlichte dazu einen Aufsatz unter dem Titel „Wie die Leute vom CERN das Nobelpreis-Komitee herein legten“.

Ob die solchermaßen Gerüffelten künftig auf dem Teppich bleiben, erscheint fraglich. Auch außerhalb der schleudernden Gemeinde zu Genf ist man eher auf fliegenden Läufern durch „gekrümmte Räume“ und „imaginäre Zeiten“ unterwegs. Was auch immer das bedeuten mag!

Besorgte Mitmenschen hegen ernste Bedenken, den Zauberlehrlingen des CERN könnte ihr Machwerk entgleiten. Statt den Anfang der Welt nachzustellen, würden die Urknaller deren Untergang heraufbeschwören. Schließlich hätten Physiker der Mitwelt einst ohne nennenswerte Gewissensbisse die Atombombe beschert. Auch über die Pannen der mutmaßlich sauberen Kernmeiler trösteten sie von Gau zu Gau hinweg. Unterdessen wüchsen die Berge gefährlich strahlenden Atommülls immer weiter, und niemand wisse wohin damit.

Von Lemaitre zu Münchhausen

Wegen der Gefahr derartiger Kollateralschäden haben sich weitere Ketzer zu Wort gemeldet. So hat der amerikanische Spezialist für Galaxien-Kunde Alton Harp verlauten lassen, die Neuinszenierung der Urzeit sei eine arge Zumutung für den gesunden Menschenverstand. Ihre Urheber scheuten nicht die Behauptung, das All habe sich in einem einzigen Augenblick selbst aus dem Nichts ins Dasein gerufen. Tatsächlich erinnert die Angelegenheit in gewisser Weise an eine Erzählung des Lügenbarons von Münchhausen. Gab der doch vor, sich am eigenen Schopf aus dem Sumpf gezogen zu haben.

Dennoch angenommen,“ so Harp, „die Urknall-Theorie würde stimmen. Unterscheidet sie sich dann wesentlich von dem kirchlichen Glauben, dass Gott die Welt irgendwann in der Vergangenheit erschaffen hat? Kein Wunder, wenn sich auch der Vatikan die lärmende Legende längst zu eigen macht. Erkennt er hierin doch die Notwendigkeit für den Bestand eines Schöpfers.“

Neue Religion

Was die tonangebende Knallfrösche in der Physik von heute als wissenschaftliche Erkenntnisse anbieten, unterscheide sich nach Ansicht des nachdenklichen Außenseiters kaum noch von dem, was die Kirche schon vor Jahrhunderten vertreten hat. „Was ist nur aus der Wissenschaft geworden?“ fragte Alton Harp und gab gleich selbst die Antwort: „Die Physik wurde zur neuen Religion.“

Nach zähem Ringen hätten die Jünger Newtons der Kirche das Vorrecht entwunden, die Welt zu erklären. Seither beanspruchten die Forscher Gralshüter letzter Wahrheiten zu sein. Laut Harp vertauschten sie dazu die geheimnisvollen kirchlichen Lehren mit nicht minder rätselhaften physikalischen.

Die Rolle von Jesus Christus wurde mit Albert Einstein neu besetzt. Was vormals die Heilige Offenbarung war, hieß von nun an Relativitätstheorie. Das Geheimnis der Dreifaltigkeit bestand fürderhin aus gekrümmten Räumen, dehnbaren Zeiten und einer vierten Dimension. Mit dem Dogma von einer unüberwindlichen Lichtgeschwindigkeit wurde ein gedanklicher Zaun zwischen der Erde und dem übrigen All errichtet.

Nur für Auserkorene

Eine nachvollziehbare Darstellung dieser Lehrmeinungen suche der gewöhnlich Sterbliche freilich ebenso vergebens wie für die unbefleckte Empfängnis Mariae. So meinte Harp. Das relativistische, multidimensionale Raum-Zeit-Kontinuum scheine nur einem sehr kleinen, erlauchten Kreis von Auserkorenen zugänglich zu sein, die vorgeben, dergleichen zu verstehen. Die gläubige wie ungläubige Mitwelt speisen die Gelehrten mit dem Hinweis ab, das Ganze sei eben schwer vorstellbar. Und damit basta.

Ähnlich dem Klerus von einst verschafften sich die hohen Priester der neuen Heilslehre reichliche staatliche Pfründe. Dazu winkten sie unter anderem mit der Möglichkeit, aus Wasser Strom herstellen zu können. Tatsächlich erinnern die Versuche zu kontrollierter Verschmelzung von Wasserstoff zu Helium an die mittelalterliche Alchemie, die bekanntlich Blei zu Gold machen wollte.

Alchemie der Neuzeit

Die heutigen Alchemisten sind damit auf eine vergleichbare Masche verfallen wie die herrschsüchtige Geistlichkeit von einst. Der Klerus gründete seinen Einfluß auf das Versprechen einer ewigen Seligkeit. Die Physik der Gegenwart verheißt unbegrenzte Energie. Auf dem Weg zu derart Schwindel erregenden Zielen wachsen vor allem die Kosten in den Himmel. Der Bau des unterirdischen Molochs zu Genf verschlang die runde Summe von

3.000.000.000

Euro, in Worten drei Milliarden. Allerdings ist selbst diese Summe angesichts immerwährender Rettung Griechenlands durch die EU kein Geld mehr. Wer solche Beträge in Kindergärten oder Krankenhäuser umrechnen wollte, käme kaum noch zu Rande. Er müsste schon die nach oben offenbar unbegrenzten Kosten des Berliner Flughafens BER als Vergleichs-Maßstab bemühen. Für das CERN kommen immerhin alle Jahre nochmals vergleichbar lumpige 9.000.000 Euro für Betrieb und Wartung oben drauf.

Nullen über Nullen

Ein Planungsfehler zu Genf von fünf Prozent würde ein halbes Dutzend nachweislich nützlicher Forschungs-Institute erschlagen, deren Mittel nur einen winzigen Bruchteil der dortigen Summen ausmachen. Doch, so verlautet es von Seiten des CERN, es handle sich schließlich um Erkenntnisse über die Entstehung des Universums. Zugegeben, auch das ist schier unfassbar groß und sein Verständnis wohl deshalb kaum billiger zu haben. Darum geht in der industriellen Physik unter sechs bis neun Nullen anscheinend so gut wie nichts mehr.

Nur wenige Auserwählte gleich der einstigen Bundesministerin für Bildung und Forschung und derzeitige Botschafterin beim Vatikan, Annette Schavan, wissen das scheinbar wirklich zu schätzen. „Ich freue mich,“ so soll sie gesagt haben, „dass die Forschung am CERN so weit vorangekommen ist.“ Allerdings hat auch Frau Schavan dem Vernehmen nach gleich dem gottesfürchtigen Schießkünstler Lemaître ein Studium der Theologie abgeschlossen und steht deshalb wohl besonders fest im Glauben.

Herumgeschleudert

Was für ein Glück für den deutschen Steuerzahler! Die Politikerin hat immerhin maßgeblich zu vertreten, dass die 600.000.000 Euro des Berliner Anteils an den Baukosten des Teilchentunnels nicht sinnlos herumgeschleudert werden oder gar in einem schwarzen Loch verschwinden. Ebenso gilt sicher zu stellen, dass die Herren beim CERN den jährlichen Beitrag aus Deutschland an den Betriebskosten in Höhe von 180.000.000 Euro eins zu eins in Geistesblitze umsetzen. Jedenfalls bleibt zu wünschen, dass die Genfer Größen gewissenhafter zu Werke gehen als Frau Schavan selbst bei den Zitaten ihrer strittigen Doktorarbeit.

Wer weiß, wovon sie reden

Was auch immer Physiker als Ergebnis ausweisen mögen: Kaum ein Außenstehender wird jemals dessen Wahrheitsgehalt überprüfen können. Am wenigsten ist das von den Volksvertretern zu erwarten, die dafür die erforderlichen Betriebsmittel bewilligen. Die Lochkundigen zu Genf hantieren mit Energiedichte, Planckzeit, Raumzeit, kosmologischem Prinzip, Anfangssingularität, elektroschwacher Wechselwirkung, endothermer Rückreaktion, spontaner Symmeriebrechung und Sacharowkriterien. Welcher Politiker würde schon offen zugeben, er wüßte nicht, wovon die Wissenschaftler reden?

Unterdessen wird gemunkelt, schon jetzt gehe der Unterschied zwischen maschinen-eigenen Vorgängen und Zielen, die man zu erforschen vorgibt, mehr und mehr verloren. Es soll bereits öfter vorgekommen sein, dass Doktorarbeiten über Erscheinungen angefertigt wurden, die es ohne die hochgezüchteten Maschinen gar nicht gäbe. CERN-Generaldirektor Professor Rolf-Dieter Heuer hat für alle Fälle vorgebaut. „Zufällige Fluktuationen,“ so warnte der Oberbeschleuniger, könnten die Forscher narren.

Materialschlacht gegen die Natur

Würden freigiebige Politiker bloß zwei und zwei zusammenzählen, käme er wahrscheinlich zu gänzlich überraschenden Schlüssen. Die Versuchsanordnung von Otto Hahn, mit deren Hilfe der Nobelpreisträger die erste Kernspaltung nachgewiesen hat, passt bequem auf einen Schreibtisch. Dergestalt ist sie im Deutschen Museum in München zu besichtigen. Hahn besaß offenbar klare Vorstellungen davon, worauf es ankam. Wer dagegen einen Riesentunnel von 27 Kilometern Umfang gräbt, weiß wohl eher nicht so genau, wonach er sucht. Dennoch haben die Wissenschaftler schon gedroht, die Metrialschlacht gegen die Natur auszuweiten. Ein noch größerer Beschleuniger von hundert Kilometern Länge soll her.

Bei dermaßen großen Sprüngen wollen andere Forscher nicht zurückstehen. Im Hardtwald auf der Gemarkung des badischen Leopoldshafen am Oberrhein liegt tief im Tann der sogenannte Campus Nord. So heißt das Forschungsgelände des KIT, des Karlsruher Instituts für Technologie, eine der größten wissenschaftlichen Anstalten Deutschlands. Abgeschirmt hinter hohen Zäunen untersucht dort ein Heer von Wissenschaftlern, was die Welt im Innersten zusammenhält.

Großversuch unter anderer Frau

Unter dem vermeintlichen Mädchennamen KATRIN haben Physiker und Ingenieure des KIT kürzlich einen Großversuch begonnen, der laut Bundesforschungs-Ministerin Anja Karliczek nichts Geringeres als „die Erkenntnisse über unser Universum entscheidend ergänzen“ soll, das „Karlsruher Tritium Neutrino Experiment“. Das steckt hinter dem Kürzel KATRIN. Es geht darum, Neutrinos dingfest zu machen, die häufigsten Teilchen im Weltall, denen sich eine Masse zuordnen lässt. Es sei als Zeichen der Hoffnung gedeutet, dass Anja Karliczek nicht Theologie studiert hat wie ihre Vorgängerin Schavan sondern Wirtschaft.

Gemäß dem Weltbild der Physiker besteht die belebte wie die unbelebte Natur und alles andere Stoffliche aus winzigen Einheiten, die sie als Elementarteilchen bezeichnen. Demnach bilden Elektronen, Protonen und Neutronen durch Wechselwirkung Atome. Die formen mit kleinen Kernen Bausteine von leichten Gasen wie Wasserstoff und Helium bis zu schweren Kernen für Metalle wie Eisen, Gold oder Uran. Zudem unterscheidet die Teilchen-Physik einige Dutzend weiterer Arten wie Leptonen und Quarks.

Neutrinos kommen milliardenfach häufiger vor als alle übrigen Masse-Teilchen. Dennoch wurden sie erst spät entdeckt. Das lag daran, dass sie unbemerkt alles durchdringen, müheloser als Licht das Glas. Vielmehr ist von den geisterhaften Winzlingen kaum bekannt. Umso größer wurde die Neugier der Forscher am KIT. Fünfzehn Jahre Vorarbeit und vergleichsweise bescheidene sechzig Millionen Euro wurden für das Unternehmen KATRIN aufgewendet. Allein der Tank eines sogenannten Hauptspektrometers geriet so groß wie ein Zeppelin.

Hauptspektrometer des KATRIN-Versuchs kurz vor der Ankunft an seinen Bestimmungsort (Bild KIT)

Nur eine einzige Firma, die MAN DWE im bayerischen Deggendorf, sah sich in der Lage, die technischen Vorgaben zu erfüllen. Für die Beförderung über Straßen war das Teil viel zu groß. Man mußte es die Donau hinab ins Schwarze Meer schiffen, dann durch den Bosporus ins Mittelmeer, um Südwesteuropa herum über die Biskaya in den Ärmelkanal und schließlich den Rhein hinauf bis kurz vor Karlsruhe. Den Rest besorgte Europas mächtigster Riesenkran.

Mehr als 9.000 Kilometer Transportweg des großen Hauptspektrometers vom bayerischen Deggendorf ins badische KIT (Abbildung KIT).

 

In der Versuchshalle des Campus Nord bildet das Spektrometer das dicke Ende einer Anlage von 70 Metern Länge. An deren Anfang wird durch Radioaktivität mittels überschwerem Wasserstoff, auch Tritium genannt, ein Elektronen-Strahl erzeugt. Das nennen die Physiker „Beta-Zerfall“. Supraleitende Magnete, auf vier Kelvin tief gekühlt, also knapp über Weltraumkälte, lenken ausgewählte Elektronen in den großen Tank aus Edelstahl.

Vollständige Versuchsanlage des KATRIN-Experiments mit einer Länge von 70 Metern (Abbildung KIT).

Die Luft des riesenhaften Behälters wird zuvor abgepumpt, bis das Vakuum dünner ist als auf der Oberfläche des Mondes. Drumherum bändigen weitere Magnete ausgewählte Elektronen auf einen Dektor. Beim Durchlauf wägt man die ihnen inne wohnende Energie. Daran müsste dann ein Quäntchen fehlen, denn zugleich mit dem Elektron wird ein Neutrino frei. Diesen Unterschied zu ermitteln, gilt der ganze Aufwand.

Mit einer Messung ist es freilich noch lange nicht getan. Der fragliche Unterschied, den ein Neutrino ausmacht, ist so gering, dass es Monate dauert bis eine angenäherte Schätzung vorliegt. Geplant ist eine Versuchsreihe, die voraussichtlich bis 2023 währt. Erst dann hofft man genauere Werte zu kennen.

Ist das den ungeheuren Aufwand wert?

Physiker Thomas Thümmler, der Koordinator des Spektrometer- und Detektor-Bereichs ist davon überzeugt. Seine Erklärung lautet: „Es geht um Grundlagen-Forschung. Wir mussten für den Versuch völlig neue Verfahren entwickeln, die bereits vorhandene Technik große Schritte voran gebracht hat. Allein dieser Zuwachs an fortschrittlicher Technologie zahlt sich bereits mehrfach aus.“

Den Steuerzahlern soll es recht sein.


Jetzt eintragen und News kostenlos per E-Mail erhalten:

Ad
Ad
Ad
Ad
Ad