LHC och världens undergång

Publicerat i Folkvett nr 2/2009.

Rikard Enberg är docent och biträdande lektor i fysik vid Uppsala universitet. Här granskar han de argument som anförts för stora partikelacceleratorers farlighet.

Large Hadron Collider, eller LHC, är en partikelaccelerator vid partikelfysik-laboratoriet CERN utanför Genève, som ska sättas igång i oktober 2009. I mars 2008 blev CERN stämt vid en amerikansk domstol (Sancho & Wagner 2008) med syftet att avbryta starten av LHC på grund av de påstådda riskerna med experimentet – framförallt att kollisionerna skulle kunna bilda mikroskopiska svarta hål som skulle kunna äta upp jordklotet. Snart därefter blev CERN även anmält till Europadomstolen i samma syfte. Denna påstådda fara med LHC har slagits upp stort av okritiska media över hela världen.

Svarta hål är bland de märkligaste idéer som finns i vetenskapen. Hålen bildas när så mycket materia koncentreras i ett område att materien kollapsar under sin egen vikt och bildar ett objekt med så stark gravitationskraft att inte ens ljusstrålar kan komma undan. Allting som faller in det svarta hålet är fångat för evigt.

Ute i universum finns stora svarta hål som bildats genom astronomiska förlopp. I början av 2000-talet insåg partikelfysiker att i vissa teoretiska modeller kan en annorlunda typ av mycket små mikroskopiska svarta hål skapas när två partiklar kolliderar med extremt hög energi, till exempel i LHC eller när den kosmiska strålning som kontinuerligt bombarderar jordklotet kolliderar med atomkärnor på jorden.

Acceleratorexperiment och kollisioner

Experiment inom kärnfysik och partikelfysik görs ofta med acceleratorer – maskiner som accelererar laddade atomkärnor eller elementarpartiklar till höga energier. En stråle av sådana partiklar får krocka med något material, och man studerar de partiklar som bildas i kollisionen. Inom partikelfysiken räcker inte den energi man kan åstadkomma på det sättet eftersom man behöver högre energi ju mindre objekt man vill studera. Man bygger därför så kallade kolliderare som låter två motriktade strålar krocka, vilket ger en mycket större tillgänglig energi.1

LHC, som planeras starta i oktober 2009 efter en avbruten första start i september 2008, är det nyaste exemplet på en sådan kolliderarmaskin. LHC är belägen 100 meter under marken utanför Genève på gränsen mellan Schweiz och Frankrike. Den utgörs av en 27 kilometer lång cirkulär tunnel där protoner accelereras för att sedan frontalkrocka inuti fyra jättelika partikeldetektorer (se t.ex. Berger 2006).

Partikelacceleratorn LHC utanför Genève
– ett hot mot mänskligheten

Den enorma rörelseenergi som frigörs i kollisionerna tillåter enligt relativitetsteorins ekvivalens mellan massa och energi att mängder av nya partiklar skapas. De flesta är instabila och faller sönder till andra, lättare partiklar inom en kort tidsrymd. Det gör att en kaskad av partiklar kastas ut från kollisionspunkten: i en enda kollision kan hundratals eller tusentals nya partiklar skapas, och det är spåren av dessa partiklar som fysikerna är intresserade av. Detektorerna måste vara enormt stora för att kunna registrera sådana spår efter högenergetiska partiklar. De två största, ATLAS och CMS, är gigantiska apparater: ATLAS är stor som ett femvåningshus och CMS väger mer än Eiffeltornet. Vid full kapacitet kommer protoner att kollidera upp till en miljard gånger per sekund. Det rör sig alltså inte om ett isolerat experiment som kommer att utföras, utan många tusen biljoner experiment.

Det är i dessa kollisioner man hoppas kunna skapa den svårfångade Higgspartikeln, eller de nya, okända partiklar som förutsägs av olika teorier för ny fysik – t.ex. supersymmetriska partiklar. Det är också där det spekuleras om att svarta hål kan skapas.

Svarta hål och LHC

Svarta hål förutsägs av den allmänna relativitetsteorin (se t.ex. Thorne 1994), som säger att gravitationen är en effekt av att massa och energi kröker rummet. Gravitationskraften är en fiktiv kraft som uppkommer av att allting faller fritt men följer den kortaste vägen i den krökta rumtiden.

Svarta hål är regioner där så mycket massa koncentrerats i en begränsad volym att rumtiden blir så krökt att ingenting som fångats kan undkomma. Det svarta hålet avgränsas av en yta som kallas händelsehorisonten. Den är en envägspassage till det inre av det svarta hålet och avgränsar på så sätt det svarta hålet från universum i övrigt. Allt som passerar händelsehorisonten är för evigt fast innanför.

Astronomiska svarta hål bildas när en massansamling är så tät att den kollapsar till ett svart hål. Vissa supernovaexplosioner bildar svarta hål med massor på några eller några tiotals solmassor. I centrum av de flesta galaxer finns supermassiva svarta hål vars massor kan vara allt från hundra tusen till flera miljarder gånger solens massa. Ingenting hindrar dock i princip svarta hål från att vara mycket små. Kanske de till och med kan bildas i partikelkollisioner?

Teoretiskt bildar partiklarna i en kollision ett svart hål om de kommer närmare varandra än diametern av ett svart hål med massa motsvarande den tillgängliga energin. Detta villkor kan uppfyllas vid höga energier eftersom avståndet är omvänt proportionellt mot kollisionsenergin. Problemet är bara att det krävs en fantastiskt hög energi – för att skapa ett svart hål krävs en energi motsvarande 1019 gånger en protons massa. (Energi och massa är i dessa resonemang utbytbara enligt formeln E = mc2.) Energin vid LHC är bara 15 000 gånger en protons massa. Inga svarta hål kan därför bildas vid LHC.

I vissa spekulativa teorier där rummet har fler än tre stora dimensioner (se t.ex. Arkani-Hamed et al. 2000, Randall 2005) finns dock en teoretisk möjlighet att skapa svarta hål vid LHC.2 Gravitationskraften i dessa teorier är nämligen starkare vid små avstånd än enligt gängse teorier utan extra dimensioner, vilket betyder att energin som krävs för att skapa ett svart hål är lägre. Den kan i vissa teorier vara så mycket lägre att den är i samma storleksordning som kollisionsenergin vid LHC, och i så fall kan svarta hål möjligen skapas i kollisionerna. Detta är intressant eftersom det skulle ge en unik möjlighet att lära sig om svarta hål och om den kvantmekaniska beskrivningen av gravitationen. Svarta hål skulle nämligen i så fall ge belägg för att rummet har fler dimensioner än tre.

Det är möjligheten att skapa svarta hål om dessa teorier stämmer som kampanjen mot LHC tagit fasta på. De flesta har hört talas om att svarta hål har så stark gravitation att ingenting som faller in i det kan komma ut, så det säger sig självt att ett svart hål på jorden låter farligt – det måste väl betyda jordens undergång?

Svarta hål är dock inte komplett svarta. De absorberar visserligen allt som faller in i det, men Stephen Hawking upptäckte 1974 att svarta hål på grund av kvantmekaniken måste förlora en del av sin energi i vad som nu kallas Hawkingstrålning. Det som händer är att kvantfluktuationer leder till att det bildas virtuella partikel-antipartikelpar, vilka normalt försvinner igen inom den tid som tillåts av Heisenbergs osäkerhetsprincip. Detta sker genom att partikeln och antipartikeln annihilerar varandra, men om fluktuationer sker nära händelsehorisonten för ett svart hål kan det hända att en av partiklarna ramlar in innanför horisonten och inte kan komma ut igen. Den andra partikeln sticker iväg och det ser ut som om det svarta hålet strålat ut den. Den partikel som strålas ut har positiv energi, men eftersom den totala energin för en vakuumfluktuation måste vara noll måste denna energi tas från det svarta hålet, som alltså förlorar en del av sin energi till den utstrålade partikeln.

Hawkingstrålningen har samma form som värmestrålningen från en uppvärmd kropp, med en temperatur som är omvänt proportionell mot hålets massa. Ett stort svart hål med lika stor massa som solen har väldigt låg temperatur, medan ett mikroskopiskt svart hål har liten massa och därför hög temperatur. Det betyder att det svarta hålet förlorar mycket mer massa per tidsenhet relativt sin egen massa om det är litet än om det är stort. Om ett svart hål strålar ut all sin energi i Hawkingstrålning så försvinner det. Man kan räkna ut att den tid det skulle ta är proportionell mot massan i kubik. För ett astronomiskt svart hål, som de som bildas i vissa supernovor, skulle det ta omkring 1067 år. Energin hos den utsända strålningen är mycket låg och det finns inget hopp om att kunna se denna strålning experimentellt. Svarta hål bildade vid LHC däremot, väger maximalt några tusen gånger en väteatoms massa, och försvinner inom 10–26 sekunder i en liten blixt av strålning som man kan registrera i partikeldetektorn. Detta liknar hur de flesta partiklar vi känner till är instabila och faller sönder inom en viss tidsrymd. Det betyder också att de inte finns kvar tillräckligt länge för att utgöra någon fara för jordklotet.

De påstådda farorna med svarta hål

Bland dem som för en kampanj mot LHC finns Walter L. Wagner och Luis Sancho (Sancho och Wagner 2008), som argumenterar för att det finns en möjlighet att svarta hål trots Hawkings teori faktiskt inte strålas bort utan är stabila. Det finns ingen fysikalisk teori som leder till sådana stabila svarta hål, men om så vore fallet skulle ett svart hål inuti jordklotet svälja materia som råkade komma i dess väg genom en process som kallas ackretion. En vanlig missuppfattning är att svarta hål suger åt sig materia, men de är inte annorlunda än andra objekt som utövar gravitationskraft. Om jorden plötsligt skulle bytas ut mot ett svart hål med samma massa skulle månen och satelliterna fortsätta i sina banor som om ingenting hänt. Om materia däremot faller in i hålet absorberas den och det svarta hålet växer. Ett stabilt svart hål skulle alltså hypotetiskt kunna äta upp hela jordklotet.

En annan risk har framförts av den tyske fysikern Rainer Plaga (2008). Han hävdar att ett mikroskopiskt svart hål kan vara metastabilt och växa till en större storlek (men fortfarande mikroskopisk) än sin ursprungliga genom att dra till sig materia. När storleken når en övergångsnivå börjar Hawkingstrålningen verka och det svarta hålet sönderfaller snabbt och explosivt genom att avge en gigantisk och potentiellt farlig energimängd. Detta skulle då leda till en möjligen mycket förödande explosion istället för att jorden skulle ätas upp. Plagas beräkningar innehåller enligt Giddings och Mangano (2008a) dock en inkonsistens som överskattar energin som skulle avges ungefär 1023 gånger.

Slutligen har den tyske kemisten Otto Rössler framfört olika idéer, som att förutom ovanstående idéer skulle svarta hål växa icke-linjärt, mycket snabbare än man normalt antar.

Varför svarta hål inte utgör någon risk

Det är en intressant vetenskaplig fråga om Hawkingstrålning verkligen existerar. Hawking gjorde i sin ursprungliga härledning av processen vissa antaganden och approximationer. Dessa har studerats av många fysiker med många olika teoretiska angreppssätt och Hawkings ursprungliga resultat verkar stå sig. Den allmänna uppfattningen bland fysiker är att om man applicerar kvantmekanik på ett svart håls krökta rumtid så finner man att det svarta hålet måste avge Hawkingstrålning. Allt annat strider mot kvantmekanikens principer.

Det finns också ett allmänt kvantmekaniskt argument mot stabila svarta hål. Kvantmekaniken säger att allt som inte är oförenligt med någon naturlag kommer att hända och att hur ofta det händer beror på en sannolikhet som (i princip) kan beräknas teoretiskt. Ett exempel är sönderfall av instabila partiklar som neutroner eller myoner – där finns inga lagar som förhindrar deras sönderfall. Protoner, däremot, förefaller vara stabila (de har åtminstone en livslängd som är minst 1023 gånger längre än universums ålder). De tillhör en typ av partiklar som kallas baryoner, och det finns en lag som säger att antalet baryoner måste vara konstant.3 Eftersom protonen är den lättaste av alla baryoner finns inga baryoner som den skulle kunna sönderfalla till, och den kan därför inte sönderfalla.

Denna princip kan också tillämpas på svarta hål. Om ett svart hål kan skapas så är det ett bevis för att det inte finns någon lag som reglerar svarta hål. Det betyder också att sönderfall av svarta hål inte heller är förbjudna, så om ett svart hål kan skapas i en partikelkollision borde det enligt kvantmekaniska principer också sönderfalla.4 Dessutom är sönderfallshastigheten kvantmekaniskt relaterad till sannolikheten för skapande av svarta hål. Om sannolikheten är tillräckligt stor för att de ska kunna skapas vid LHC så måste deras sönderfallshastighet också vara stor.

All känd teoretisk fysik säger alltså att svarta hål inte kan vara stabila. Man kan även göra detta till en experimentell fråga: om mikroskopiska svarta hål kunde produceras och vore farliga, borde de inte redan ha haft observerbara effekter? Det leder till det vanligaste motargumentet mot farliga svarta hål: att kollisioner med mycket högre energier än i LHC inträffar många gånger varje sekund när kosmisk strålning träffar jorden. LHC har en total tillgänglig energi på 1,4·1013 eV. Man har detekterat partiklar i kosmisk strålning med energier på mer än 1020 eV, men dessa partiklar kolliderar med atomkärnor på jorden som är i vila och den totala tillgängliga energin är därför lägre än energin hos den inkommande strålningen. Inkommande partiklar med energier högre än 1017 eV leder dock till energier som är minst lika stora som i LHC. Mängder av precisa mätningar av kosmisk strålning visar att 250 000 sådana partiklar träffar jordytan varje sekund. Under de 4,5 miljarder år jorden funnits har alltså omkring 3·1022 kollisioner med energi lika med eller högre än LHC:s energi inträffat.

I LHC kommer en miljard kollisioner att inträffa per sekund när maskinen kör för fullt, och den kommer att köra ungefär en tredjedel av året under åtminstone tio års tid. Det innebär omkring 1017 kollisioner totalt. Den kosmiska strålningen har alltså redan utfört 300 000 gånger fler kollisioner där svarta hål skulle kunna bildas än LHC kommer att göra, och jorden finns fortfarande kvar.

Man kan utvidga det här argumentet till att innefatta solen, som har en yta omkring 10 000 gånger större än jordens och därför träffats av 10 000 gånger fler partiklar. Det finns omkring 1011 stjärnor i Vintergatan och omkring 1011 galaxer i det synliga universum, så totalt sett har omkring 1031 ”LHC-experiment” redan inträffat i det synliga universum. Inga storskaliga effekter av svarta hål har setts, och alla observerade svarta hål kan förklaras genom normala astrofysikaliska processer. Detta är ett mycket starkt argument mot att något farligt skulle kunna hända vid LHC, och är inte heller specifikt för svarta hål utan gäller varje form av oväntad, potentiellt farlig effekt.

Teoretiskt otroliga scenarier

Men det finns ett motargument mot denna enkla uppskattning. Låt oss först betrakta produktionen av ett svart hål i en proton-proton-kollision lite närmare. I själva verket bildas det svarta hålet av en kollision av de kvarkar som bygger upp protonerna. Dessa partiklar har elektrisk laddning, så det svarta hålet kommer också att vara laddat. Laddade partiklar växelverkar med omgivande elektroners och atomkärnors elektromagnetiska fält och förlorar energi i varje sådan växelverkan, så att de till slut blir av med all sin rörelseenergi och stannar. Alla laddade, stabila svarta hål kommer alltså att snabbt bromsas ned och stanna.

Stabila svarta hål bildade av kosmisk strålning skulle ha en extremt hög hastighet, mycket nära ljushastigheten, eftersom kollisionen är asymmetrisk istället för symmetrisk som vid LHC. Om de har laddning skulle de bromsas ned och stanna, men om vi nu antar att de svarta hålen som bildas inte bara är stabila, utan dessutom inte har elektrisk eller någon annan laddning, så finns inget som stoppar dem och de kan ostört flyga rakt genom jorden och ut i rymden som om inget hade hänt.

Vid LHC är situationen annorlunda: Ett nybildat svart hål kommer att ha låg hastighet i jämförelse med ett som bildats av kosmisk strålning. Om hastigheten är lägre än jordens flykthastighet på 11 km/s så fångas de in av jordens gravitation och kommer så småningom till vila i jordens centrum. Det innebär att även om kopiösa mängder svarta hål skulle bildas av kosmisk strålning, så säger det ingenting om huruvida de är farliga för jorden, eftersom de inte stannar kvar här, medan svarta hål bildade i LHC skulle kunna stanna kvar!

Den absoluta majoriteten av svarta hål bildade vid LHC skulle dock ha en hastighet högre än jordens flykthastighet och skulle därför om de vore stabila och oladdade också försvinna ut i rymden. Detta faktum är dock inte så relevant, eftersom det skulle räcka med att ett enda farligt svart hål stannade kvar för att detta argument skulle vara ogiltigt.

Så för att sammanfatta motargumentet: under det mycket osannolika antagandet att svarta hål inte har någon laddning och är stabila så gäller inte argumentet om kosmisk strålning som träffar jorden.

De två fysikerna Steven Giddings och Michelangelo Mangano har studerat ett annat argument baserat på kosmisk strålning och publicerat resultaten i tidskriften Physical Review (Giddings och Mangano 2008b, Peskin 2008). De insåg att neutronstjärnor också bombarderas av kosmisk strålning hela tiden. En neutronstjärna är restprodukten av en supernovaexplosion där stjärnans massa inte var tillräckligt stor för att ett svart hål skulle bildas. Den har en extremt hög densitet; om solen blev en neutronstjärna skulle den ha en diameter på bara 30 km.

Giddings och Mangano visade att om ett svart hål bildas av kosmisk strålning som träffar en neutronstjärna skulle det stanna inuti neutronstjärnan även om det inte hade laddning, på grund av den enorma tätheten. Ett stabilt sådant svart hål skulle sedan börja svälja den materia som kom i dess väg och bit för bit omvandla hela neutronstjärnan till ett svart hål. De räknade ut att om så var fallet skulle det inte finnas några neutronstjärnor kvar på himlen, utan de skulle alla ha omvandlats till svarta hål. Astronomer har dock observerat stora mängder neutronstjärnor i form av pulsarer, en del av dem äldre än en miljard år. Giddings och Mangano tillämpade även samma argument på vita dvärgar, som är en annan typ av kompakt rest av en stjärna som dött (vår sol kommer att sluta sina dagar som en vit dvärg).

CERN har släppt en studie som sammanfattar riskerna med LHC (Ellis et al. 2008), som även den publicerats i en vetenskaplig tidskrift. Avsnittet om svarta hål bygger till stor del på Giddings och Manganos studie. Sammantaget visar dessa argument att om farliga svarta hål skulle kunna produceras vid LHC, så skulle det inte finnas några neutronstjärnor eller vita dvärgar på himlen. Eftersom vi observerar stora mängder av dessa så kan vi dra slutsatsen att svart hål-produktion vid LHC inte utgör någon fara för jordklotet. Ytterligare en studie med liknande slutsatser har utförts av Koch et al. (2009).

Det är alltså en lång kedja av mer och mer teoretiskt otroliga scenarier som måste gälla för att bildandet av potentiellt farliga svarta hål överhuvudtaget ska kunna komma på fråga. Till att börja med måste de kunna bildas, vilket kräver existensen av extra rumsdimensioner. De måste också vara stabila, vilket strider mot kvantmekaniken, och de måste vara elektriskt neutrala. Men även om alla dessa villkor vore uppfyllda så visar astronomiska observationer att detta inte är möjligt.

Kampanjen mot LHC

Det finns ett antal personer som driver en mer eller mindre organiserad kampanj mot LHC. De driver bland annat ett antal webbsajter och bloggar och två pågående rättsfall, ett i en amerikansk domstol och ett i Europadomstolen.

Det amerikanska rättsfallet har två målsägande: Walter L. Wagner och Luis Sancho. Sancho sägs vara ”filosof” och har en webbplats, <www.unificationtheory.com>, som visar att han är en klassisk fysikstolle. Wagners fall är intressantare: han säger sig vara bland annat kärnfysiker och advokat, och driver webbplatsen <lhcdefense.org>. Han är ingen nybörjare i den här typen av protester: han var tidigare inblandad i en liknande kampanj mot acceleratorn RHIC på Long Island i USA, som låter tunga joner kollidera för att studera ett fenomen som kallas kvark-gluonplasma. (Se Kapusta 2008 för lite historik om rädsla för acceleratorer.)

Wagner lägger fram en lång meritlista i materialet som inlämnats med stämningsansökan, vilken har granskats av ett antal bloggare (se t.ex. VanNewkirk 2008). Wagner säger sig vara kärnfysiker med lång erfarenhet, trots att hans enda fysikutbildning är att ha läst fysik vid University of California, Berkeley som sidoämne i en kandidatexamen i biologi. Att han kallar sig kärnfysiker beror på att han arbetat på sjukhus med ansvar för strålningssäkerhet.5 Han säger sig också ha omfattande forskningsmeriter – till exempel att han i sin forskning om kosmisk strålning upptäckt en exotisk partikel kallad en magnetisk monopol.6 Detta är något svårsmält, eftersom upptäckten av magnetiska monopoler skulle ha gett Nobelpris och berömmelse. Men vad Wagner talar om är sitt arbete som assistent i en forskargrupp under studenttiden i Berkeley, där han var anställd för att läsa av partikelspår – en vanlig typ av extraknäck för intresserade studenter. Wagner är inte medförfattare till den artikel som senare publicerades (Price et al. 1975), men författarna tackar honom och flera andra för assistans (de publicerade senare en mer detaljerad studie som visade att den tidigare observationen inte var någon magnetisk monopol).

Bland andra meriter nämner Wagner att han är ”vetenskapsredaktör på Wikipedia”, vilket den som vet hur Wikipedia fungerar möjligen höjer på ögonbrynen åt. Till sist säger han sig fått en artikel publicerad i Scientific American inom forskningsfältet mikroskopiska svarta hål. Denna artikel visar sig vara en insändare i julinumret 1999, som kommenterar en tidigare artikel om RHIC.

Wagner blåser upp sina erfarenheter bortom rimlighetens gränser och är inte fysiker eller forskare i någon mening av dessa ord. Han har inga vetenskapliga meriter inom något ämne men menar ändå att han har förstår frågan bättre än professionella fysiker. En del journalister tar honom på orden och kallar honom forskare eller kärnfysiker (se t.ex. Cartwright 2008, Krook 2008). Det är idag mycket enkelt att kolla en persons vetenskapliga meriter, och ingen journalist borde ha några svårigheter med detta.

Sanchos och Wagners stämningsansökan avfärdades den 26 september med motiveringen att domstolen inte har någon beslutsrätt över de svarande (Gillmor 2008). En överklagan lämnades in den 2 februari 2009, där Sancho och Wagner hävdar att USA:s bidrag till LHC visst utgör en federal inblandning. För en icke-jurist är det svårt att förstå hur de kan hoppas stoppa LHC på detta sätt. USA:s utgifter för LHC har till största delen redan gjorts och USA har som icke-medlemsstat inte någon beslutsrätt över CERN.

En andra juridisk process mot CERN inleddes i augusti 2008 i Europadomstolen (Gray 2008). De målsägande i det fallet ville dels nödstoppa den nära förestående starten av LHC omedelbart, och dels stoppa projektet permanent med hänvisning till att det bryter mot Europakonventionens rätt till liv. Det första kravet avvisades i september 2008. Domstolen ska enligt uppgift höra den andra delen av ansökan, men i skrivande stund vet jag inte när detta kommer att ske.

De målsägande är såvitt jag kan förstå österrikarna Markus Goritschnig, som driver webbsajten <lhc-concern.info>, och Adrian Hollaender, professor i juridik.7 En inblandad som faktiskt är forskare är Otto Rössler, en tysk pensionerad professor i kemi som bland annat är arbetat inom kaosteorin. Rössler förefaller till skillnad från de andra inblandade vi stött på hittills vara framgångsrik forskare inom sitt område. Men detta är ingen garanti för att verksamheten i andra vetenskapsområden är vederhäftig.

Rössler hävdar (Rössler 2008b, baserat på Rössler 2008a), att svarta hål är stabila och oladdade, samt växer mycket snabbare än man trott. Ingen av dessa två artiklar är publicerad i vetenskapliga tidskrifter men finns tillgängliga på webben.8 Den förstnämnda artikeln ger ett mycket oseriöst intryck och innehåller inga riktiga beräkningar eller argument, den börjar med att tala om ”Mont Blanc och svarta hål: en vintersaga”, och den avslutas med en ”gatuballad” om staden Lampsacus, ”hem till alla personer på internet”. Trots detta har Rössler samtidigt skickat artikeln till de tre tidskrifterna Nature, Science och Zeitschrift für Naturforschung. Några fysiker och matematiker som studerat Rösslers artiklar (Nicolai 2008, Giulini och Nicolai 2008, Bruhn 2008) påpekar att hans argument är internt motsägelsefulla, att han grovt missförstått den allmänna relativitetsteorin och dessutom använder sig av en experimentellt falsifierad alternativ gravitationsteori från 1915. Vidare föreslår Rössler en ny godtycklig princip för hur avstånd definieras nära ett svart hål, vilken han hävdar förbjuder svarta hål att sönderfalla. Giulini och Nicolai (2008) påpekar att denna princip också skulle förbjuda svarta hål att skapas, vilket dels visar att Rösslers teori redan är falsifierad, dels att den är internt motsägelsefull och inte behöver beaktas vidare.

Inget av detta hindrar företrädarna för anti-LHC-kampanjen att framställa Rössler och hans resultat som sant vetenskapliga resultat som tystas ned av etablissemanget. Sanningen är dock, som så ofta i pseudovetenskapliga sammanhang, att Rösslers såväl som Wagners och Plagas argument inte håller för en vetenskaplig granskning, men upphovsmännen och de som citerar dem ignorerar all kritik. De har ingen vetenskaplig grund, och man misstänker att de börjat sina undersökningar med att postulera att svarta hål måste vara farliga.

Obefogad oro

Kampanjen har fått fart med hjälp av en del journalister som inte har vilja, kunskap eller tid att kolla bakgrunden till sina reportage eller rapporterar alla åsikter om ämnet som lika värda. Vilken journalist gillar inte en kontrovers, även om den är artificiell? Forskare, å andra sidan, är inte tränade i att tala med media och har för vana att aldrig uttala sig tvärsäkert om något, utan talar istället om små sannolikheter.

Några konsekvenser av den okritiska medieuppmärksamheten är att en tonåring i Indien begick självmord efter att ha sett ett reportage på tv (BBC 2008), att en del fysiker har blivit hotade (Johnson 2008), och att CERN har fått mängder av telefonsamtal och mejl från oroliga människor som ber dem att stoppa projektet. Jag misstänker att många människor faktiskt går och oroar sig för detta, helt i onödan.

Många fysiker rycker på axlarna eller skrattar lite åt det hela. Men som Mangano sade i en intervju (Overbye 2008), ”The possibility that a black hole eats up the Earth is too serious a threat to leave it as a matter of argument among crackpots”. Det krävs att forskarsamhället tar allmänhetens oro på allvar och utreder alla eventuella risker, hur omöjliga de än är. Detta kommer att bli än viktigare när acceleratorer med högre energier byggs. Om man i framtiden skulle bygga en accelerator med omkring 100 gånger högre energi än LHC så skulle argumentet om kosmisk strålning förlora en del av sin kraft, eftersom antalet partiklar som träffar jorden minskar hastigt vid energier över omkring 1020–1021 eV. Då måste dessa frågor återigen utredas mycket noga. Någon sådan accelerator kommer nog inte att byggas på mycket länge, men kanske teknikutvecklingen plötsligt gör det möjligt.

Å andra sidan visar fallet LHC att de noggranna utredningar som gjorts av CERN och oberoende fysiker inte har någon nämnvärd effekt på de konspirationsteoretiker och rättshaverister som driver kampanjen.

Till sist kan man spekulera om drivkrafterna hos dem som driver kampanjen. Ser de sig som modiga frälsare av miljarder liv som motarbetas av en forskarkår av galna vetenskapsmän likgiltiga för världens undergång, eller är de bara ute efter uppmärksamhet?

Referenser

  • Arkani-Hamed, N., Dimopoulos, S. och Dvali, G. (2000), The Universe’s Unseen Dimensions, Scientific American (augusti 2000).
  • BBC (2008), Girl suicide ’over big bang fear’, BBC News (11 sept. 2008). http://news.bbc.co.uk/2/hi/south_asia/7609631.stm
  • Berger, B. (2006), Deconstruction: Large Hadron Collider, Symmetry Magazine 03(06), 36–37. http://www.symmetrymagazine.org/cms/?pid=1000364.
  • Bruhn, G. W. (2008), Commentary on two papers by O.E. Roessler on black holes. http://www.mathematik.tu-darmstadt.de/~bruhn/CommRoesslerPaper.html. Läst 2009-02-15.
  • Cartwright, J. (2008), CERN hopes LHC report will dispel doomsday fears, Physics World (23 juni 2008). http://physicsworld.com/cws/article/news/34711.
  • Drösser, C. (2009), Wissenschaftsbetrug: Wie ein Ingenieur die Fachwelt mit Unsinn narrte, Die Zeit (2009-01-08). http://www.zeit.de/2009/03/N-El-Naschie. Läst 2009-02-18.
  • Ellis, J. R., Giudice, G., Mangano, M. L., Tkachev, I. och Wiedemann, U. (2008), Review of the Safety of LHC Collisions, J. Phys. G35, 115004. arXiv:0806.3414.
  • Fairbairn, M. och McElrath, B. (2008). There is no explosion risk associated with superfluid Helium in the LHC cooling system. arXiv:0809.4004.
  • Giddings, S. B. och Mangano, M. L. (2008a). Comments on claimed risk from metastable black holes. arXiv:0808.4087.
  • Giddings, S. B. och Mangano, M. L. (2008b), Astrophysical implications of hypothetical stable TeV-scale black holes, Phys. Rev. D78, 035009. arXiv:0806.3381.
  • Gillmor, H. (2008), Sancho v. U.S. Department of Energy et al: Order granting federal defendants’ motion to dismiss.
  • Giulini, D. och Nicolai, H. (2008), On the arguments of O.E. Rössler. Kan laddas ned från http://press.web.cern.ch/backgrounders/safety-lhc. Läst 2009-02-15.
  • Goritschnig, M. och Hollaender, A. (2008), Ansökan till Europadomstolen och begäran om interimåtgärder, 20 augusti 2008. Kan laddas ned från http://lhc-concern.info/?page_id=12 . Läst 2009-02-15.
  • Gray, R. (2008), Legal bid to stop CERN atom smasher from ’destroying the world’, The Daily Telegraph (9 sept. 2008).
  • Johnson, C. Y. (2008), MIT physicist gets death threats over collider, Boston Globe (9 sept. 2008).
  • Kapusta, J. I. (2008), Accelerator Disaster Scenarios, the Unabomber, and Scientific Risks, Phys. Perspect. 10, 163–181.
  • Koch, B., Bleicher, M. och Stocker, H. (2009), Exclusion of black hole disaster scenarios at the LHC, Phys. Lett. B672, 71–76. arXiv:0807.3349.
  • Krook, A. (2008), Forskare: Nu kan jorden gå under, Expressen (9 sept. 2008).
  • Nicolai, H. (2008), Comments from Prof. Dr. Hermann Nicolai, Director, Max Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) Potsdam. Kan laddas ned från http://press.web.cern.ch/public/en/LHC/Safety-en.html. Läst 2009-02-15.
  • Overbye, D. (2008), Asking a judge to save the world, and maybe a whole lot more, New York Times (29 mars 2008). http://www.nytimes.com/2008/03/29/science/29collider.html.
  • Peskin, M. E. (2008), The end of the world at the Large Hadron Collider? APS Physics 1, 14.
  • Plaga, R. (2008). On the potential catastrophic risk from metastable quantum-black holes produced at particle colliders. arXiv:0808.1415.
  • Price, P. B., Shirk, E. K., Osborne, W. Z. och Pinsky, L. S. (1975), Evidence for detection of a moving magnetic monopole, Phys. Rev. Lett. 35, 487–490.
  • Randall, L. (2005), Warped Passages, HarperCollins, New York.
  • Rössler, O. E. (2008a), Abraham-like return to constant c in general relativity: “R-theorem” demonstrated in Schwarzschild metric, Opublicerad rapport (27 september 2008). http://www.wissensnavigator.ch/documents/OTTOROESSLERMINIBLACKHOLE.pdf. Läst 2009-02-15.
  • Rössler, O. E. (2008b), Abraham-Solution to Schwarzschild Metric Implies That CERN Miniblack Holes Pose a Planetary Risk, Opublicerad rapport (27 september 2008). http://www.wissensnavigator.ch/documents/OTTOROESSLERMINIBLACKHOLE.pdf. Läst 2009-02-15.
  • Sancho, L. och Wagner, W. L. (2008), Sancho v. U.S. Department of Energy et al. Case Number 1:2008cv00136.
  • Schiermeier, Q. (2008), Self-publishing editor set to retire, Nature 456, 432.
  • Thorne, K. S. (1994), Black Holes and Time Warps: Einstein’s Outrageous Legacy, W. W. Norton, New York.
  • VanNewkirk, R. E. (2008). http://shouldersofgiantmidgets.blogspot.com/2008/10/return-of-radiation-man.html. Läst 2009-02-15.

Noter

  1. Detta beror på att masscentrum för de två kolliderande partiklarna då är i vila så att ingen energi går åt till att ge masscentrum rörelsemängd – jämför en singelolycka med en frontalkollision mellan två bilar.
  2. Detta är inte nödvändigtvis fallet i strängteori, där de extra dimensionerna normalt är mycket små.
  3. Egentligen antalet baryoner minus antalet antibaryoner, så att en proton och en antiproton kan bildas eller försvinna.
  4. Ett möjligt motargument är att svarta hål skulle kunna produceras i par. Men det är då bara deras grundtillstånd som är garanterat att vara stabilt, så om de sväljer ytterligare materia borde denna strålas ut igen.
  5. Hans arbetstitel var Radiation Safety Officer, vilket är en amerikansk titel för en person som tillser att radioaktiva ämnen används på ett säkert sätt. Det är ett till största delen byråkratiskt arbete, och innebär ingen forskning.
  6. En magnetisk monopol är en hypotetisk partikel med magnetisk laddning. Några sådana partiklar har aldrig setts och finns inte heller i Maxwells elektrodynamik eller i partikelfysikens Standardmodell.
  7. Anmälan finns tillgänglig på internet (Goritschnig och Hollaender 2008), men namnen på de målsägande har redigerats bort. Fairbairn och McElrath (2008) ger dock dessa namn.
  8. Rössler hävdar att Rössler (2008a) är antagen för publikation i tidskriften Chaos, Solitons and Fractals, vilket lite oväntat leder oss in på en annan historia om pseudovetenskap. Se Schiermeier (2008) och Drösser (2009).