Mehr als nur drei Dimensionen eines exotischen Himmelskörpers?

7. Juli 2007, 18:00
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Forscher sehen in rätselhafter Strahlung Hinweis auf höhere Dimension, die mit der wahrnehmbaren Raum-Zeit interagiert

Sollte unser Universum - wie manche Theorien annehmen - parallel zur bekannten dreidimensionalen Welt noch fremdartige zusätzliche Raumdimensionen besitzen, dann könnten Teilchenbeschleuniger nicht die einzige Möglichkeit darstellen, diese zu finden.

Gergely Gabor Barnaföldi und seine Kollegen vom Forschungsinstitut für Partikel- und Nuklearphysik in Budapest (Ungarn) glauben, dass diese zusätzlichen Dimensionen sich auch in der Umgebung besonders schwerer und dichter Sterne zeigen. Barnaföldi Konzept könnte darüber hinaus ein 25 Jahre altes Rätsel über den Ursprung mysteriöser Partikel erklären, die von einem entfernten Sternensystem ausgestrahlt werden.

Extra-Dimensionen

Einige String-Theorien gehen davon aus, dass neben der von uns wahrnehmbaren dreidimsionalen Welt und der Zeit eine Anzahl zusätzlicher Dimensionen existieren. Im kommenden Jahr soll der Large Hadron Collider (LHC) am CERN in der Schweiz, seinen Betrieb aufnehmen. Physiker hoffen mit Hilfe dieses Teilchenbeschleunigers die Extra-Dimensionen nachweisen zu können.

Barnaföldis Team möchte ebenfalls zeigen, dass diese Parallel-Dimensionen mit der sichtbaren Welt interagiert; dafür blickt es in den fernen Weltraum hinaus. Konkret haben die Wissenschafter Cygnus X-3 im Visier. Das Doppelstern-System ist als starke Röntgenquelle bekannt und besteht aus einem herkömmlichen Stern und einem zweiten Objekt, das den Astronomen bis jetzt Kopfzerbrechen bereitet.

Generell geht man davon aus, dass es sich um einen Neutronenstern handelt, aber einige festgestellte Eigenschaften legen die Vermutung nahe, dass das Objekt dichter sein muss, als es für Neutronensterne normal ist: ein so genannter Quarkstern.

Rätselhafte Strahlung

Neben den sehr energiereichen Röntgen-Ausbrüchen weist Cygnus x-3 auch eine Kosmische Strahlung auf, die sich bisher den Erklärungsversuchen der Wissenschaft entzieht. Diese Strahlung scheint nicht aus den uns bekannten Teilchen zu bestehen, stattdessen könnte sich dahinter ein langlebiges, elektromagnetisch neutrales Teilchen verbergen. Was die Forscher verblüfft ist die Tatsache, dass diese Partikel auf ihrer 37.000-Lichtjahre-Reise von Cygnus X-3 zur Erde nicht zerfallen.

Erst wenn die von den Astronomen "Cygnets" genannten Teilchen auf die Erdatmosphäre treffen, verwandeln sie sich in Muonen-Strahlung, die seit 1981 mehrfach registriert werden konnte. Einige Physiker spekulieren nun, dass diese langlebigen "Cygnets" ihren Ursprung nur in einem außerordentlich dichten - bislang jedoch nur hypothetischen - Quarkstern haben können. Der Haken an dieser Theorie: um eine solche Strahlung zu gewährleisten wäre eine große Anzahl so genannter "Strange"-Quarks notwendig. Genau genommen zu viele, um den Quarkstern stabil zu halten; er müsste zu einem Schwarzen Loch kollabieren.

Stabilität durch fünfte Dimension

Hier springt Gergely Gabor Barnaföldi in die Bresche. Die notwendige Stabilität eines solchen Quarksterns müsste durch eine fünfte Dimension gewährleistet werden, aufgerollt in kleinen "Ringen". Diese zusätzliche Dimension würde andere Quark-Arten zu einem Verhalten zwingen, das jenem der "Strange"-Quarks gleicht.

Fridolin Weber, Astrophysiker an der San Diego State University (Kalifornien), gefällt diese Theorie. "Cygnus X-3 ist perfekt für die Suche nach zusätzlichen Dimensionen," meint er. "Im Grunde ist er ein kosmischer Teilchenbeschleuniger." (Red)

Abstract

  • arXiv: Searching Extra Dimensions in Compact Stars

    Links

  • NASA: Cygnus X-3 and the Cosmic Ray Question

  • Cygnus X-3
    Department of Physics and Astronomy, Georgia State University

  • NASA: Waiting for Cygnus X-3

    • Das Röntgendoppelstern-System Cygnus X-3 besteht aus einem herkömmlichen Stern und einem Neutronenstern. Manche Astronomen wollen in dem schweren Begleiter allerdings einen Quarkstern erkennen.
      foto: nasa-msfc/sron/mpe

      Das Röntgendoppelstern-System Cygnus X-3 besteht aus einem herkömmlichen Stern und einem Neutronenstern. Manche Astronomen wollen in dem schweren Begleiter allerdings einen Quarkstern erkennen.

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