Wird die Welt SO untergehen? Wissenschaftler warnen, dass das Universum einen Selbstzerstörungsknopf hat, der alles Leben in einem Augenblick auslöschen könnte.
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Vom Big Crunch bis zum Wärmetod des Universums scheint die Wissenschaft immer neue Wege zu finden, wie das Ende des Kosmos herbeigeführt werden könnte.
Doch jetzt haben Physiker das verheerendste Weltuntergangsszenario enthüllt, das es gibt.
Experten glauben, dass das Universum möglicherweise über einen eingebauten „Selbstzerstörungsknopf“ verfügt, der als falscher Vakuumzerfall bezeichnet wird.
Sollte dies jemals ausgelöst werden, würden alle Planeten, Sterne und Galaxien ausgelöscht und das Leben, wie wir es kennen, wäre unmöglich.
Die Grundidee besteht darin, dass sich unser Universum derzeit nicht in seinem stabilsten Zustand befindet, d. h. wir befinden uns in einem, wie Wissenschaftler es nennen, „falschen Vakuum“.
Wenn irgendein Teil des Universums jemals in seinen stabilen Zustand versetzt wird, wird sich eine Blase „echten Vakuums“ durch das Universum ausdehnen und alles zerstören, was sie berührt.
Professor Ian Moss, ein Kosmologe an der Newcastle University, erklärte gegenüber MailOnline, das Universum sei wie „eine Tischplatte mit vielen seitlich stehenden Dominosteinen“.
Professor Moss sagt: „Sie können aufrecht stehen bleiben, bis eine kleine Störung einen von ihnen umwirft und alle anderen umfallen lässt.“
Wissenschaftler behaupten, das Universum habe einen Selbstzerstörungsknopf, den sogenannten falschen Vakuumzerfall. Die Annahme ist, dass sich der Kosmos nicht in seinem stabilsten Zustand befindet. Sollte er jemals in diesen Zustand versetzt werden, würde eine riesige Energiekugel alles Existierende vernichten (KI-generierter Eindruck).
Alle Objekte enthalten eine bestimmte Menge an Energie und die darin enthaltene Energiemenge wird als „Energiezustand“ bezeichnet.
Je niedriger der Energiezustand, desto stabiler wird das Objekt.
Wenn Sie an ein Stück Kohle denken, hat es einen sehr hohen Energiezustand, weil es viel potenzielle Energie enthält, was bedeutet, dass es instabil ist und Feuer fangen könnte.
Sobald die Kohle verbrannt und die Energie in Form von Wärme freigesetzt wurde, weist die verbleibende Asche einen sehr niedrigen Energiezustand auf und wird stabil.
Alles im Universum, vom Kohleklumpen bis zum Stern, strebt nach dem stabilsten Zustand und strebt daher immer nach dem Zustand mit der niedrigsten möglichen Energie.
Den niedrigsten Energiezustand, den ein Objekt haben kann, bezeichnen wir als „Vakuum“, manchmal können Objekte jedoch in einem sogenannten „falschen Vakuum“ gefangen sein.
Dr. Louise Hamaide, Postdoktorandin am Nationalen Institut für Kernphysik in Neapel, sagte gegenüber MailOnline: „Eine gute Analogie für ein Feld in einem falschen Vakuum ist eine Murmel in einer Schüssel auf einem Hocker.“
Professor Ian Moss, Kosmologe an der Universität Newcastle, erklärte gegenüber MailOnline, das Universum sei wie „eine Tischplatte mit vielen Dominosteinen, die auf der Seite stehen“. Es sei derzeit stabil, könne aber jederzeit zusammenbrechen, wenn es angestoßen werde.
„Die Murmel kann die Schale nicht verlassen, es sei denn, sie erhält Energie in Form eines Stoßes. Wenn dies geschieht, fällt sie bis zum Boden.“
Das Aufliegen auf dem Boden ist das, was wir als Vakuumzustand bezeichnen würden, während die Schüssel lediglich ein falsches Vakuum darstellt, das verhindert, dass die Murmel auf den Boden fällt.
Was diese Idee beunruhigend macht, ist die Möglichkeit, dass ein grundlegender Teil der Struktur des Universums in einem dieser falschen Vakua stecken könnte.
Es bedarf nur eines kleinen Schubs, und die Struktur der Realität selbst wird zu Boden stürzen.
Die Vorstellung eines falschen Vakuums wird wirklich beängstigend, wenn wir sie auf unser aktuelles Modell der Realität anwenden.
Das Universum und alles darin besteht aus subatomaren Teilchen wie Elektronen, Photonen und Quarks.
Doch laut der Quantenfeldtheorie sind all diese Teilchen eigentlich nur Störungen in einem zugrunde liegenden Feld.
Wissenschaftler sagen, dass sich das Quantenfeld, das das Higgs-Boson erzeugt, das mysteriöse Teilchen, das der Large Hadron Collider (im Bild) finden sollte, in einem „falschen Vakuumzustand“ befinden könnte.
Eines der grundlegenden Konzepte des Universums besteht darin, dass sich Dinge von einem Zustand hoher Energie in einen stabileren „Grundzustand“ niedrigerer Energie bewegen.
Dieses grundlegende Konzept gilt sogar in der seltsamen Welt der Quantenmechanik, in der Teilchen versuchen, ihren Grundzustand, ihren sogenannten Vakuumzustand, zu erreichen.
Eine merkwürdigere Wendung nimmt das Konzept, wenn es um das Higgs-Feld geht – das Quantenfeld, das den Teilchen im gesamten Universum ihre Masse verleiht.
Man geht davon aus, dass sich dieses Feld in seinem niedrigsten Energiezustand befindet, eine Theorie besagt jedoch, dass es möglicherweise nicht so stabil ist, wie es scheint.
Mit dem richtigen Anstoß könnte das Higgs-Feld in Richtung seines tatsächlichen niedrigeren Energiezustands rasen und eine Kettenreaktion auslösen, die sich in alle Richtungen ausbreiten würde.
Dr. Alessandro Zenesini, Wissenschaftler am Nationalen Institut für Optik in Italien, sagte gegenüber MailOnline: „Die Grundidee der Quantenfeldtheorie besteht darin, die Realität nur durch Felder darzustellen.“
„Denken Sie an eine Wasseroberfläche. Flach ist sie ein leeres Feld. Sobald eine Welle entsteht, kann diese als Teilchen betrachtet werden, das mit einer anderen Welle interagieren kann.“
Wie alles andere haben auch diese Felder Energiezustände und streben danach, ihren niedrigstmöglichen Energiezustand zu erreichen, so wie ein Gewässer flach und ruhig wird.
In den ersten Sekunden des Urknalls wurde so viel Energie freigesetzt, dass alle Grundfelder in ihren Vakuumzustand zurückgedrängt wurden.
Doch Wissenschaftler vermuten nun, dass eines der Felder auf dem Weg stecken geblieben sein könnte.
Einige Forscher glauben, dass das Higgs-Feld, also das Feld, das das schwer fassbare Higgs-Boson erzeugt, in einem falschen Vakuumzustand feststeckt.
Dies bedeutet im Wesentlichen, dass das gesamte Universum jederzeit so manipuliert werden könnte, dass es explodiert.
Wenn die Daten des Large Hadron Collider (im Bild) korrekt sind, befindet sich das Higgs-Feld nicht in seinem stabilsten Zustand. Das bedeutet, dass es plötzlich in diesen neuen Zustand übergehen könnte, wie ein Dominostein, der umfällt.
Wenn das Higgs-Feld jemals bis in sein wahres Vakuum heruntergedrückt wird, wird die daraus resultierende „Phasenverschiebung“ eine enorme Energiemenge freisetzen.
Diese Energie ist so konzentriert, dass sie benachbarte Bereiche des Feldes aus ihrem falschen Vakuum drängt, wodurch ihr Energieniveau sinkt und noch mehr Energie freigesetzt wird.
Die daraus resultierende Kettenreaktion würde sich im Universum ausbreiten wie die Flammen eines Streichholzes, das in einen Benzinsee fällt.
Eine Blase echten Vakuums würde sich dann kugelförmig vom Ausgangspunkt aus ausbreiten, bis sie den gesamten Kosmos erfasst.
An seinem Rand, zwischen dem wahren und dem falschen Vakuum, würde sich die Energie zu einer dünnen Wand unglaublicher Kraft sammeln.
Dr. Hamaide sagt: „Die kinetische Energie der Wand ist so hoch, dass sich das Higgs-Teilchen, das diese Energie trägt, mit Lichtgeschwindigkeit bewegen würde, obwohl es ein sehr schweres Teilchen ist.“
„Wir würden die Mauer also nie kommen sehen, weil das Licht uns nicht erreichen könnte, bevor die Mauer da ist.“
Würde die Wand das Sonnensystem treffen, hätte sie laut Dr. Hamaide so viel Energie, dass sie „jeden Stern oder Planeten auf ihrem Weg augenblicklich zerstören würde“.
Das Higgs-Feld durchdringt das gesamte bekannte Universum. Würde es jemals aus seinem „falschen Vakuum“ herausgedrängt, würde sich die daraus resultierende Kettenreaktion im gesamten Feld ausbreiten. Im Bild: Die DESI-Karte des Universums
Die expandierende Blase des echten Higgs-Vakuums würde sich wie eine Welle ausbreiten und eine Energiewand bilden, die stark genug wäre, um Sterne auseinanderzureißen (Symbolbild).
Doch was nach der ersten Zerstörung zurückbleibt, ist vielleicht noch erschreckender.
Die Wechselwirkung zwischen den fundamentalen Feldern verleiht den Teilchen ihre Eigenschaften und bestimmt, wie sie interagieren.
Dies wiederum bestimmt alles, von der Physik, die die Planeten zusammenhält, bis hin zu den chemischen Reaktionen, die in unseren Zellen stattfinden.
Wenn das Higgs-Feld plötzlich ein neues Energieniveau annimmt, wäre keine der uns bekannten physikalischen Phänomene mehr möglich.
Dr. Dejan Stojkovic, ein Kosmologe der University at Buffalo, erklärte gegenüber MailOnline: „Infolgedessen würden Elektronen, Quarks und Neutrinos andere Massen als ihre aktuellen Werte annehmen.“
„Da die Strukturen, die wir um uns herum beobachten, aus Atomen bestehen, deren Existenz von den genauen Werten der Parameter im Standardmodell abhängt, ist es wahrscheinlich, dass alle diese Strukturen zerstört werden und möglicherweise neue entstehen.“
Wissenschaftler haben keine Ahnung, wie die Welt aussehen würde, die durch den Zerfall des falschen Vakuums zurückbleibt.
Wir wissen jedoch, dass es mit dem Leben, wie wir es heute kennen, absolut unvereinbar wäre.
Sollte das Higgs-Feld tatsächlich sein Energieniveau ändern, würden in der verbleibenden Welt völlig andere physikalische Gesetze gelten als die, die wir heute kennen. Das würde Leben, wie wir es kennen, unmöglich machen (KI-generierter Eindruck).
Um einen falschen Vakuumzerfall auszulösen, bräuchte man eine extrem starke Kraft, um eine riesige Menge an Higgs-Teilchen in einen winzigen Raum zu packen.
Im heutigen Universum sind Orte mit so viel Energie möglicherweise nicht einmal möglich, aber die schlechte Nachricht ist, dass das frühe Universum möglicherweise gewalttätig genug war, um dies zu ermöglichen.
Insbesondere glauben Wissenschaftler, dass dichte Materiebereiche in den ersten Sekunden des Urknalls zu winzigen ursprünglichen Schwarzen Löchern zerquetscht worden sein könnten.
Dabei handelt es sich um ultradichte Materiepunkte, die nicht größer als ein einzelnes Wasserstoffatom sind, aber die Masse eines ganzen Planeten enthalten.
Da diese Schwarzen Löcher durch Hawking-Strahlung verdampfen, glauben einige Forscher, dass sie einen falschen Vakuumzerfall auslösen könnten.
Professor Moss sagt: „Kondensation ist ein ähnlicher Prozess wie der Vakuumzerfall. Die Kondensation von Wasserdampf zu Wolken wird durch winzige Staubkörner oder Eiskristalle ausgelöst.“
„Winzige Schwarze Löcher erzeugen auf die gleiche Weise Vakuumzerfall.“
Wissenschaftler sagen, dass winzige primordiale Schwarze Löcher, die vom Urknall übrig geblieben sind, einen falschen Vakuumzerfall „aussäen“ könnten, so wie Staubkörner Regen aussäen, um zu kondensieren
Eine der vielleicht seltsamsten Implikationen des Zerfalls im falschen Vakuum ist, dass er irgendwo im Universum bereits begonnen haben könnte.
Dr. Hamaide sagt: „Wir haben gezeigt, dass das Auftreten dieser Blasen unter einigen sehr spezifischen Annahmen mit einer Wahrscheinlichkeit von 100 Prozent möglich ist.“
Einigen Berechnungen zufolge würde ein einziges primordiales Schwarzes Loch im Universum ausreichen, um den Selbstzerstörungsprozess des Universums auszulösen.
Ebenso ist es aufgrund kleiner Fluktuationen auf Quantenebene, dem sogenannten Quantentunneleffekt, möglich, dass Teile des Universums jederzeit zufällig in den Zustand niedrigerer Energie springen.
Das könnte bedeuten, dass sich irgendwo im Kosmos bereits eine Blase aus echtem Vakuum befindet, die mit Lichtgeschwindigkeit auf uns zurast und alles vernichtet, was ihr begegnet.
Die beruhigende Nachricht ist, dass es selbst bei Lichtgeschwindigkeit Milliarden von Jahren dauern könnte, bis eine echte Vakuumblase uns erreicht.
Wenn die Blase weit genug entfernt beginnt, könnte die Ausdehnung des Universums sogar dazu führen, dass sie uns überhaupt nicht erreicht.
Einige Wissenschaftler glauben, dass dies bereits geschehen ist und dass der Urknall in Wirklichkeit nur ein Zerfall von einem falschen Vakuum in ein anderes war.
Dr. Hamaide und Professor Moss meinen, die Tatsache, dass wir noch nicht tot sind, sei ein Beweis dafür, dass es da draußen überhaupt keine primordialen Schwarzen Löcher gibt.
Wir wissen auch nicht, welche Auswirkungen dunkle Materie und dunkle Energie auf den Energiezustand des Universums haben könnten.
Es ist möglich, dass diese mysteriösen Substanzen die Ausdehnung von Blasen sofort rückgängig machen, um die Stabilität des Universums aufrechtzuerhalten.
Solange jedoch nicht eine Blase echten Vakuums unsere Realität zerreißt, gibt es möglicherweise keine Möglichkeit herauszufinden, wer Recht hat.
Die Theorien und Entdeckungen Tausender Physiker seit den 1930er Jahren haben zu bemerkenswerten Erkenntnissen über die grundlegende Struktur der Materie geführt.
Alles im Universum besteht aus wenigen Grundbausteinen, den sogenannten Elementarteilchen, die von vier Grundkräften gesteuert werden.
Unser bestes Verständnis der Beziehung zwischen diesen Teilchen und drei der Kräfte ist im Standardmodell der Teilchenphysik zusammengefasst.
Alle Materie um uns herum besteht aus Elementarteilchen, den Bausteinen der Materie.
Diese Teilchen kommen in zwei Grundtypen vor: Quarks und Leptonen. Jeder besteht aus sechs Teilchen, die in Paaren oder „Generationen“ miteinander verbunden sind.
Alle stabile Materie im Universum besteht aus Teilchen der ersten Generation. Schwerere Teilchen zerfallen schnell auf die nächststabilere Stufe.
Im Universum wirken vier fundamentale Kräfte: die starke Kraft, die schwache Kraft, die elektromagnetische Kraft und die Gravitationskraft. Sie wirken in unterschiedlichen Bereichen und haben unterschiedliche Stärken.
Die Schwerkraft ist die schwächste Kraft, hat aber eine unendliche Reichweite.
Die elektromagnetische Kraft hat ebenfalls eine unendliche Reichweite, ist jedoch um ein Vielfaches stärker als die Schwerkraft.
Die schwachen und starken Kräfte wirken nur über eine sehr kurze Reichweite und dominieren nur auf der Ebene der subatomaren Teilchen.
Das Standardmodell umfasst die elektromagnetischen, starken und schwachen Kräfte und alle ihre Trägerteilchen und erklärt gut, wie diese Kräfte auf alle Materieteilchen wirken.
Allerdings ist die uns im Alltag am meisten vertraute Kraft, die Schwerkraft, nicht Teil des Standardmodells und es hat sich als schwierige Herausforderung erwiesen, die Schwerkraft problemlos in diesen Rahmen einzufügen.
Daily Mail
