Der gründlichste Weg unser Universum zu zerstören – Das Falsche Vakuum

Was wäre, wenn das Universum einen eingebauten Selbstzerstörungsknopf hat, der alles so gründlich zerstören kann, dass kein Teilchen mehr auf dem anderen bleibt und Leben, so wie wir es kennen, nirgendwo mehr möglich ist.

Das wäre die ultimative ökologische Katastrophe, der Vakuumzerfall.

* Intro *

Um zu verstehen, wie so etwas möglich ist, müssen wir uns zuerst zwei Prinzipien ansehen:

1. Energieniveaus. In der Physik hat alles ein bestimmtes Energieniveau.

Je höher dieses Niveau ist, desto mehr Energie steckt in einem System.

Holz hat zum Beispiel ein sehr hohes Energieniveau.

Verbrennt man es, wird die Energie, die in seinen chemischen Bindungen steckt, in Form von Wärme freigesetzt.

Die Asche, die übrig bleibt, hat ein niedrigeres Energieniveau.

2. Stabilität. Alles im Universum strebt seinen Grundzustand an, den Zustand mit der geringsten möglichen Energie und der größtmöglichen Stabilität.

Ein Ball, der auf einem Hügel liegt, ist zum Beispiel instabil.

Er verfügt über ein hohes Maß an potentieller Energie.

Wird er gestört, rollt er ins Tal und seine potentielle Energie wird dabei freigesetzt.

Er hat jetzt seinen Grundzustand erreicht und bleibt liegen.

Alles im Universum folgt diesen zwei Prinzipien.

Befindet sich ein System in einem Zustand höherer Energie, dann ist es instabil und möchte diese Energie loswerden, um stabil zu werden.

Und das trifft auf alle Systeme zu, sogar auf die in der bizarren Welt der Quantenmechanik.

Wenn unser aktuelles Physikverständnis korrekt ist, dann werden die Eigenschaften des Universums von Quantenfeldern bestimmt.

Stell sie dir am besten als die Regeln des Universums vor.

Sie legen fest, wie sich alle Teilchen verhalten und miteinander interagieren.

Auch sie wollen das niedrigste Energieniveau, den sogenannten Vakuumzustand, erreichen.

Das hat aber nichts mit dem Vakuum im Weltraum zu tun, die Begriffe sind nur ähnlich, weil Wissenschaftler nicht besonders gut mit Benennungen sind.

Wir gehen davon aus, dass sich alle Felder in ihrem Vakuumzustand befinden.

Alle! Außer einem vielleicht:

Es könnte sein, dass das Higgs-Feld nicht stabil, sondern metastabil ist, also nur so tut, als wäre es komplett stabil, es aber gar nicht ist.

Das wäre dann ein falsches Vakuum.

Das Higgs-Feld ist dafür verantwortlich, dass Teilchen Masse haben und beeinflusst damit, wie sich fast alles im Universum verhält.

Was wäre also, wenn sich das Higgs-Feld in einem falschen Vakuum befindet?

Denk nochmal an unseren Ball zurück und stell dir vor, er wäre das Higgs-Feld.

Der Ball hat vielleicht noch nicht das tiefste Tal, also den Grundzustand, erreicht.

Vielleicht gibt es ein noch tiefer gelegenes Tal, in das er rollen könnte.

Das würde bedeuten, dass im Higgs-Feld noch potentielle Energie steckt, die freigesetzt werden will.

Dann wäre das Higgs-Feld wie ein Stück Holz, das mit Benzin übergossen ist, bereit das Universum abzufackeln.

Ein zufälliges Ereignis, wie ein Quantentunnel, könnte die potentielle Energie des Higgs-Felds freisetzen.

Das könnte jederzeit und ohne Vorwarnung passieren.

Wenn irgendwo im Raum dieser Vakuum-Zerfall beginnt, gibt es kein Zurück mehr.

Das Higgs-Feld stürzt geradezu in den niedrigeren Energiezustand und setzt riesige Mengen von Energie frei.

Dank dieser Energie kann jetzt auch der umliegende Raum in das "echte Vakuum" übergehen und noch mehr Energie freisetzen.

Eine Blase des neuen, stabilen Higgs-Felds breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen aus.

Das ist so, als würde man ein Meer aus Benzin, so groß wie das Universum, in Brand setzen.

Die Blase ist von einer Energieschicht umgegeben, die alles auf ihrem Weg verschlingt.

Alles, was sie berührt, wird ausradiert.

Die Blase wächst so immer weiter, bis in die Unendlichkeit und löscht dabei das gesamte Universum aus.

Es gibt keinerlei Vorwarnung.

Aber, weil sich die Blase so schnell ausbreitet, hätten wir sowieso keine Chance.

Unser Untergang würde sich im Bruchteil einer Sekunde vollziehen.

Aber Moment, es kommt noch schlimmer.

Wenn sich das Energieniveau des Higgs-Felds ändert, dann ändern sich auch alle physikalischen Gegebenheiten.

Im Innern der Blase, im "echten Vakuum", werden die physikalischen Karten ganz neu gemischt:

Das Verhalten von Elementarteilchen, die Bindungseigenschaften von Atomen, wie Chemikalien reagieren, der Vakuum-Zerfall zerstört alle chemischen Grundlagen.

Und Leben, wie wir es kennen, wird für immer unmöglich.

Aber wir wissen natürlich nicht, wie das "echte Vakuum" tatsächlich aussieht.

Vielleicht ist es eine Art Schattenwelt der unseren.

Oder auch nicht.

Wer weiß.

Sollte es zu einem Vakuum-Zerfall kommen, sind die Aussichten ziemlich entmutigend.

Aber grusel dich nicht zu sehr.

Das falsche Vakuum ist nichts als Spekulation auf Grundlage unseres aktuellen, vielleicht falschen Verständnis von Teilchenphysik.

Es ist ein bisschen so, als würde man einen Kontinent mit dem Lineal vermessen.

Möglich ist es, aber am Ende liegt man vielleicht knapp daneben.

Im Moment wissen wir nicht, ob der Vakuum-Zerfall Realität ist oder nichts als ein Schauermärchen.

Und auch, wenn sich schon ein paar Todesblasen gebildet haben sollten, das Universum ist so groß, dass sie vielleicht erst in Mrd von Jahren bei uns ankommen.

Und wenn sie weit genug weg sind, kommen sie selbst mit Lichtgeschwindigkeit, nicht gegen die Ausdehnung des Universums an und werden uns niemals erreichen.

Der Vakuum-Zerfall ist zwar eine schöne Gruselgeschichte, es gibt aber andere Dinge, vor denen wir viel mehr Angst haben sollten.

Und auf die wir uns im Gegensatz zum Vakuum-Zerfall, ziemlich gut vorbereiten können.