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.
Untertitel: ARD Text
im Auftrag von Funk (2018)
