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Dinge Erklärt – Kurzgesagt, Der gründlichste Weg unser Universum zu zerstören – Das Falsche Vakuum

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.

Untertitel: ARD Text im Auftrag von Funk (2018)

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Der gründlichste Weg unser Universum zu zerstören – Das Falsche Vakuum |самый тщательный|||||уничтожить|||вакуум |most thorough|||||to destroy|||vacuum The Most Thorough Way to Destroy Our Universe - The False Vacuum La forma más completa de destruir nuestro universo - El Falso Vacío Le moyen le plus minutieux de détruire notre univers - Le faux vide Il modo più completo per distruggere il nostro universo - Il falso vuoto 宇宙を破壊する最も徹底的な方法 - 偽りの真空 우리 우주를 파괴하는 가장 철저한 방법 - 거짓 진공 Najdokładniejszy sposób na zniszczenie naszego wszechświata - fałszywa próżnia A maneira mais completa de destruir o nosso universo - O falso vácuo Самый тщательный способ уничтожить нашу Вселенную - Ложный вакуум Det mest grundliga sättet att förstöra vårt universum - Det falska vakuumet Evrenimizi yok etmenin en kapsamlı yolu - The False Vacuum Найретельніший спосіб знищити наш всесвіт - хибний вакуум 毁灭宇宙的最彻底方法 - 假真空

Was wäre, wenn das Universum What if the universe

einen eingebauten Selbstzerstörungsknopf hat, |встроенный|кнопка самоуничтожения| |built|self-destruct button| has a built-in self-destruct button

der alles so gründlich zerstören kann, |||тщательно|разрушить| |||thoroughly|| who can destroy everything so thoroughly

dass kein Teilchen mehr auf dem anderen bleibt und Leben, ||частица||||||| ||particle||||||| that no particle remains on the other and life, что больше ни одна частица не останется на другой и жизнь,

so wie wir es kennen, nirgendwo mehr möglich ist. as we know it, is nowhere possible. такой, как мы ее знаем, больше нигде невозможна.

Das wäre die ultimative ökologische Katastrophe, der Vakuumzerfall. ||||экологической||| |||ultimate|ecological|||vacuum decay |||definitiva|||| That would be the ultimate ecological disaster, the vacuum decay. Это была бы ультимативная экологическая катастрофа, распад вакуума.

* Intro *

Um zu verstehen, wie so etwas möglich ist, To understand how such a thing is possible,

müssen wir uns zuerst zwei Prinzipien ansehen: |||||принципы|посмотреть |||||principles|look at we must first look at two principles:

1\. Energieniveaus. энергетические уровни energy levels Livelli energetici. 1\. Energy levels. In der Physik hat alles ein bestimmtes Energieniveau. |||||||энергетический уровень ||||||certain|energy level In physics everything has a certain energy level.

Je höher dieses Niveau ist, |||уровень| |||level| The higher this level is,

desto mehr Energie steckt in einem System. ||||||system the more energy there is in a system.

Holz hat zum Beispiel ein sehr hohes Energieniveau. wood|||||||energy level For example, wood has a very high energy level.

Verbrennt man es, wird die Energie, сжигает||||| burns||||| If you burn it, the energy

die in seinen chemischen Bindungen steckt, ||||связи| ||||bonds| that is in its chemical bonds,

in Form von Wärme freigesetzt. ||||высвобожденный ||||released released in the form of heat.

Die Asche, die übrig bleibt, hat ein niedrigeres Energieniveau. |||||||низкое| |ash||||||lower| The ash that remains has a lower energy level.

2\. Stabilität. stability 2\. Stability. Alles im Universum strebt seinen Grundzustand an, |||стремится||| |||strives||ground state| Everything in the universe strives for its basic state,

den Zustand mit der geringsten möglichen Energie ||||наименьшей|| ||||least|| the state with the lowest possible energy

und der größtmöglichen Stabilität. ||максимальной| ||greatest|and stability and the greatest possible stability.

Ein Ball, der auf einem Hügel liegt, ist zum Beispiel instabil. |||||холм|||||нестабилен |||||hill|||||unstable For example, a ball lying on a hill is unstable.

Er verfügt über ein hohes Maß an potentieller Energie. |обладает||||уровень||потенциальной| |has||||degree||potential|energy |dispone di||||||| He has a high level of potential energy. У него высокий уровень потенциальной энергии.

Wird er gestört, rollt er ins Tal |||катится|||долина ||disturbed|rolls|||valley If he is disturbed, he rolls into the valley Если его потревожить, он скатится в долину

und seine potentielle Energie wird dabei freigesetzt. ||potential|energy|||released and its potential energy is released in the process. и его потенциальная энергия при этом высвобождается.

Er hat jetzt seinen Grundzustand erreicht und bleibt liegen. ||||Основное состояние|||| ||||baseline|||| It has now reached its basic state and remains there.

Alles im Universum folgt diesen zwei Prinzipien. ||||||principles Everything in the universe follows these two principles.

Befindet sich ein System in einem Zustand höherer Energie, finds|||system||||higher| If a system is in a higher energy state,

dann ist es instabil und möchte diese Energie loswerden, |||unstable|||||get rid of ||||||||liberarsi di then it is unstable and wants to get rid of this energy,

um stabil zu werden. to become stable.

Und das trifft auf alle Systeme zu, ||касается|||| ||meets|||systems| And that applies to all systems, И это касается всех систем,

sogar auf die in der bizarren Welt der Quantenmechanik. |||||bizarre|||quantum mechanics even to those in the bizarre world of quantum mechanics. даже тех, что находятся в странном мире квантовой механики.

Wenn unser aktuelles Physikverständnis korrekt ist, ||current|understanding of physics|correct| If our current understanding of physics is correct, Если наше текущее понимание физики верно,

dann werden die Eigenschaften des Universums |||свойства|| |||properties|| then the properties of the universe

von Quantenfeldern bestimmt. |quantum fields| determined by quantum fields.

Stell sie dir am besten als die Regeln des Universums vor. Imagine|||best||||||| It is best to think of them as the rules of the universe.

Sie legen fest, wie sich alle Teilchen verhalten |определяете|устанавливаете||||частицы| ||||||particles|behave |stabiliscono|||||| They determine how all particles behave Они определяют поведение всех частиц

und miteinander interagieren. ||и взаимодействовать |together|interact and interact with each other.

Auch sie wollen das niedrigste Energieniveau, ||||самое низкое| ||||lowest| They also want the lowest energy level,

den sogenannten Vakuumzustand, erreichen. ||vacuum state| the so-called vacuum state.

Das hat aber nichts mit dem Vakuum im Weltraum zu tun, ||||||||space|| But that has nothing to do with the vacuum in space,

die Begriffe sind nur ähnlich, |термины||| |terms||| the terms are only similar,

weil Wissenschaftler nicht besonders gut mit Benennungen sind. ||||||названия| |scientists|||||names| because scientists are not very good at naming. тому що вчені не дуже добре володіють назвами.

Wir gehen davon aus, ||of that| We assume that, Мы предполагаем,

dass sich alle Felder in ihrem Vakuumzustand befinden. |||fields|||vacuum state|are that all fields are in their vacuum state. che tutti i campi si trovino nello stato di vuoto. что все поля находятся в своем вакуумном состоянии.

Alle! Außer einem vielleicht: All! Except maybe one: Все! Кроме одного, возможно:

Es könnte sein, dass das Higgs-Feld nicht stabil, |||||Higgs||| The Higgs field may not be stable, Возможно, что Хиггсовское поле нестабильно,

sondern metastabil ist, also nur so tut, als wäre es komplett stabil, |метастабильный|||||||||| |metastable|||||||||completely| but is metastable, so just pretend it's completely stable,

es aber gar nicht ist. but it is not at all.

Das wäre dann ein falsches Vakuum. ||||неправильное| |would be|||false| That would be a false vacuum.

Das Higgs-Feld ist dafür verantwortlich, |||||responsible The Higgs field is responsible for

dass Teilchen Masse haben und beeinflusst damit, |||||влияет| |particles|mass|||influences| that particles have mass and thus influences

wie sich fast alles im Universum verhält. ||almost||||behaves how almost everything behaves in the universe.

Was wäre also, So what would be

wenn sich das Higgs-Feld in einem falschen Vakuum befindet? |||||||wrong|| if the Higgs field is in a false vacuum? quando il campo di Higgs si trova in un falso vuoto?

Denk nochmal an unseren Ball zurück und stell dir vor, |again|||||||| Think back to our ball again and imagine

er wäre das Higgs-Feld. he would be the Higgs field.

Der Ball hat vielleicht noch nicht das tiefste Tal, |||||||глубокую долину| |||||||deepest|valley The ball may not have the deepest valley yet,

also den Grundzustand, erreicht. ||ground state| that is, the basic state.

Vielleicht gibt es ein noch tiefer gelegenes Tal, ||||||расположенное| ||||||located|valley ||||||più basso| Maybe there is a valley even deeper

in das er rollen könnte. |||roll| into which it could roll.

Das würde bedeuten, dass im Higgs-Feld This would mean that in the Higgs field

noch potentielle Energie steckt, die freigesetzt werden will. |||holds||released|| there is still potential energy that needs to be released.

Dann wäre das Higgs-Feld wie ein Stück Holz, ||||||||wood Then the Higgs field would be like a piece of wood

das mit Benzin übergossen ist, bereit das Universum abzufackeln. ||Бензин|залит|||||сжечь ||gasoline|poured (with the prefix 'über-' indicating pouring over)|||||ignite |||cosparso di||||| that is poured with gasoline ready to burn the universe.

Ein zufälliges Ereignis, wie ein Quantentunnel, |случайное||||квантовый туннель |random|event|||quantum tunnel A random event, like a quantum tunnel, Випадкова подія, як квантовий тунель,

könnte die potentielle Energie des Higgs-Felds freisetzen. ||||||поля|высвободить ||||||field|release could release the potential energy of the Higgs field.

Das könnte jederzeit und ohne Vorwarnung passieren. |||||Предупреждение| ||anytime|||warning| |||||preavviso| This could happen at any time and without warning.

Wenn irgendwo im Raum dieser Vakuum-Zerfall beginnt, ||||||распад вакуума| ||||||decay| When somewhere in space this vacuum decay starts,

gibt es kein Zurück mehr. there is no turning back.

Das Higgs-Feld stürzt geradezu in den niedrigeren Energiezustand |||падает|практически||||энергетическое состояние |||topples|downright|||lower|energy state The Higgs field almost plunges into the lower energy state

und setzt riesige Mengen von Energie frei. ||huge|amounts||| and releases huge amounts of energy. и высвобождает огромные количества энергии.

Dank dieser Energie kann jetzt auch der umliegende Raum |||||||окружающий| |||||||surrounding| Thanks to this energy, the surrounding space can now Благодаря этой энергии теперь также окружающее пространство

in das "echte Vakuum" übergehen und noch mehr Energie freisetzen. ||||переходить|||||высвободить энергию ||||transition|||||release go into the "real vacuum" and release even more energy. может перейти в "настоящее вакуум" и высвободить еще больше энергии.

Eine Blase des neuen, stabilen Higgs-Felds |пузырь|||стабильного||поле |bubble|||stable|| A bubble of the new, stable Higgs field

breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen aus. |||световой скорости|||| spreads|||the speed of light|||directions| spreads in all directions at the speed of light.

Das ist so, als würde man ein Meer aus Benzin, |||||||||бензин It's like getting a sea of gasoline

so groß wie das Universum, in Brand setzen. ||||||fire| as big as the universe, set fire to it.

Die Blase ist von einer Energieschicht umgegeben, |||||энергетический слой|окружена |bladder||||energy layer|surrounded ||||||circondata da The bubble is surrounded by an energy layer, Пузырь окружен слоем энергии, Бульбашка оточена енергетичним шаром,

die alles auf ihrem Weg verschlingt. |||||поглощает |||||consumes that devours everything in its path.

Alles, was sie berührt, wird ausradiert. |||касается||стерто |||touches||erased |||||cancellato Everything it touches is erased. Усе, до чого вона торкнеться, буде стерто.

Die Blase wächst so immer weiter, |bladder|grows||| The bubble keeps growing

bis in die Unendlichkeit und löscht dabei das gesamte Universum aus. |||||уничтожает||||| |||infinity||erase|||entire|| to infinity, wiping out the entire universe in the process. до нескінченності, знищуючи весь Всесвіт у процесі.

Es gibt keinerlei Vorwarnung. ||никакой| ||any|warning ||nessun tipo di| There is no warning.

Aber, weil sich die Blase so schnell ausbreitet, |||||||распространяется ||||blister|||spreads But, because the bubble spreads so quickly,

hätten wir sowieso keine Chance. ||anyway||chance we wouldn't have a chance anyway.

Unser Untergang würde sich im Bruchteil einer Sekunde vollziehen. |||||доля|||произойти |downfall||||fraction|||occur ||||||||compiere Our demise would take place in a split second. La nostra fine avverrebbe in una frazione di secondo. Наша смерть буде здійснена за частку секунди.

Aber Moment, es kommt noch schlimmer. |||||worse But wait, it gets worse.

Wenn sich das Energieniveau des Higgs-Felds ändert, ||||||поле| |||||||changes When the energy level of the Higgs field changes,

dann ändern sich auch alle physikalischen Gegebenheiten. ||||||условия |||||physical|conditions ||||||condizioni fisiche then all physical conditions also change.

Im Innern der Blase, im "echten Vakuum", |interior||bladder||true| Inside the bladder, in the "real vacuum", Всередині бульбашки, в «справжньому вакуумі»,

werden die physikalischen Karten ganz neu gemischt: |||карты|||перемешаны заново ||physical||||mixed the physical cards are shuffled again:

Das Verhalten von Elementarteilchen, die Bindungseigenschaften von Atomen, |||Элементарные частицы||свойства связи|| |behavior||elementary particles||binding properties|| The behavior of elementary particles, the binding properties of atoms, Поведінка елементарних частинок, зв'язувальні властивості атомів,

wie Chemikalien reagieren, |химические вещества| |chemicals| how chemicals react,

der Vakuum-Zerfall zerstört alle chemischen Grundlagen. ||||||основы ||decay|destroys|||foundations the vacuum decay destroys all chemical bases.

Und Leben, wie wir es kennen, wird für immer unmöglich. |||||||||impossible And life as we know it becomes impossible forever.

Aber wir wissen natürlich nicht, But, of course, we do not know,

wie das "echte Vakuum" tatsächlich aussieht. ||||actually| what the "real vacuum" actually looks like.

Vielleicht ist es eine Art Schattenwelt der unseren. |||||теневой мир|| |||||shadow world|| |||||mondo ombra|| Maybe it's a kind of shadow world of ours. Можливо, це якийсь наш тіньовий світ.

Oder auch nicht. Or not.

Wer weiß. Who knows.

Sollte es zu einem Vakuum-Zerfall kommen, |||||распад| |||||decay| Should vacuum decay occur,

sind die Aussichten ziemlich entmutigend. ||||обескураживающие ||outlooks||discouraging ||||abbastanza scoraggianti the prospects are pretty daunting.

Aber grusel dich nicht zu sehr. |ужас|||| |creeped out|||| |spaventare|||| But don't be too scary. Але не варто сильно лякатися.

Das falsche Vakuum ist nichts als Spekulation ||||||спекуляция ||||||speculation The wrong vacuum is nothing but speculation

auf Grundlage unseres aktuellen, vielleicht falschen Verständnis ||||||понимание |basis|||||understanding based on our current, perhaps wrong understanding

von Teilchenphysik. |физика частиц |particle physics of particle physics.

Es ist ein bisschen so, It's a bit like

als würde man einen Kontinent mit dem Lineal vermessen. ||||континент||||измерять |||a|continent|||ruler|measure |||||||righello|misurare con righello like measuring a continent with a ruler. як виміряти континент лінійкою.

Möglich ist es, aber am Ende liegt man vielleicht knapp daneben. ||||||||||рядом |||||||||just|beside |||||||||poco, appena, quasi|poco distante It is possible, but in the end you may be a little off the mark.

Im Moment wissen wir nicht, ob der Vakuum-Zerfall Realität ist |||||||||реальность| ||||||||decay|reality| At the moment we don't know if vacuum decay is a reality

oder nichts als ein Schauermärchen. ||||страшная сказка ||||horror story ||||favola dell'orrore or nothing but a fairy tale.

Und auch, wenn sich schon ein paar Todesblasen gebildet haben sollten, |||||||смертельные пузыри||| |||||||death blisters|formed|| And even if a few death bubbles have already formed,

das Universum ist so groß, the universe is so big

dass sie vielleicht erst in Mrd von Jahren bei uns ankommen. |||||billions|||||arrive that they may not reach us for billions of years.

Und wenn sie weit genug weg sind, ||||far enough|| And when they're far enough away

kommen sie selbst mit Lichtgeschwindigkeit, ||||скорость света ||itself||light speed come yourself at the speed of light,

nicht gegen die Ausdehnung des Universums an |||расширение||| |||expansion||| |||espansione||| not against the expansion of the universe

und werden uns niemals erreichen. and will never reach us.

Der Vakuum-Zerfall ist zwar eine schöne Gruselgeschichte, ||распад|||||ужасная история ||decay|||||horror story |||||||storia dell'orrore The vacuum decay is a nice scary story,

es gibt aber andere Dinge, vor denen wir viel mehr Angst haben sollten. ||||||which|||||| but there are other things we should be much more afraid of.

Und auf die wir uns im Gegensatz zum Vakuum-Zerfall, |||||||||распад ||||||contrast|||decay And to which we refer, in contrast to vacuum decay,

ziemlich gut vorbereiten können. ||подготовить| ||prepare| can prepare pretty well.

Untertitel: ARD Text im Auftrag von Funk (2018) ||||commission||public broadcasting network