Vores ustabile univers: Why the False Vacuum Could Be Our End

Selv før Higgsbosonen blev opdaget for næsten præcis syv år siden, havde den allerede fået tilnavnet “Gudspartiklen”. Det skyldes, at den seneste tilføjelse til vores standardmodel for partikelfysik også signalerede os eksistensen af Higgs-feltet – en substans, der er usynlig og alligevel gennemtrængende i hele rummet. Vi lever i det selv nu, omgivet af dets ikke-nul-energi, som tildeler partikler deres masse. Fotoner, elektroner, kvarker og alle andre elementarpartikler, der udgør vores verden, får deres masse fra deres vekselvirkning med Higgs-feltet. Jo større modstand partiklen møder, mens den bevæger sig gennem feltet, jo større vil partiklens masse blive målt. En neutrino har f.eks. lettere ved at bevæge sig gennem Higgs-feltet end en tau-lepton, og derfor vil dens masse være mindre end tau-leptonens. Partiklernes masse er en enorm faktor, der er afgørende for vores fysiske love. Den dikterer, hvordan alting interagerer, og hvilken kemi der kan finde sted i rummets kolde, skumle vidder.

Det ser altså ud til, at vi bør være taknemmelige over for Higgsbosonen for at have de egenskaber, den har. Dens masse muliggør liv – vores liv og livet i stjerner og mælkeagtige, brusende galakser. Enhver ændring i bosonens masse kunne betyde, at atomerne ville skrumpe ind, eller at atomkerner ville opløses, så brint ville være det eneste grundstof, der gennemtrænger rummet. Men det er netop dette tal, der bringer os i en farlig situation. Ikke alene giver det anledning til en af de største katastrofer i hele fysikken, det fortæller os også, at det, vi opfatter som et stabilt og varigt univers, kan forsvinde når som helst. Væk i løbet af en brøkdel af et sekund. Og, ja, vi ville også være magtesløse over for at stoppe det.

Massen af Higgs Boson. Katastrofen opstår i den enorme forskel mellem den forudsagte energi i vakuumet og de faktiske målinger af den. Hvis den skyldes vakuumet, vejer mørk energi 10-⁸ erg/cm³, men burde i teorien veje 10¹¹² erg/cm³. Det betyder, at vakuumenergien burde være 10¹²⁰ gange større end det, den er.

Alt i universet ønsker at være stabilt. For at gøre dette må det bevæge sig fra højere energitilstande til det, der kaldes “grundtilstande”, hvor det har den mindst mulige energi. Ethvert objekt med en masse energi ønsker at afgive denne energi for at blive stabilt. De elementarpartikler, der er nævnt tidligere, skabes, når der opstår excitationer (eller bølger) i kvantefelter. Kvantefelterne siges at være i deres vakuumtilstand, når de har den lavest mulige energi. Hvis alle kvantefelter i rummet er i deres vakuumtilstand og derfor ikke kan miste mere energi, er universet stabilt. De fundamentale partikler beholder deres samme egenskaber, og vores fysiske love er gældende. Og selv om det er en ret kompliceret proces at måle energi og vakuumtilstande i kvantefelterne, mener forskerne, at de fleste felter befinder sig i deres stabile vakuumtilstande.

Alle undtagen ét.

Higgs-felterne menes at befinde sig i en metastabil tilstand, hvilket betyder, at selv om de ikke i øjeblikket undergår nogen ændringer, forudsiges de heller ikke at befinde sig på deres laveste energiniveau. Det er et falsk vakuum med en masse potentiel energi. Truslen, som alt, hvad vi ved, er kommet til at hvile på.

Videnskabsfolk ved CERN har opdaget en anden mulig tilstand for feltet, som de har kaldt det ultratætte Higgs-felt. Og det ville helt sikkert være tæt – milliarder af gange tættere, end det er i dag. Hvis bare ét punkt i rummet skulle kollapse til dette lavere energiniveau, ville det udløse udbredelsen af vakuumforfald overalt og sende en straffende kugle af det ægte stabile vakuum til at opsluge hele universet. Vi ville ikke engang være i stand til at se vores ende nærme sig, da den ville bevæge sig med lysets hastighed. Rummet ville frigive sin potentielle energi og kaste alt inden for kuglen ud i nye og uigenkendelige fysiske love. Der ville opstå en verden, der ville være så mærkelig, at vi ikke engang kan begynde at forestille os den. Sandsynligvis ville den ikke være indbydende for liv.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.