#false vacuum

​Space isn't just an empty void..it’s more like an invisible, viscous liquid

→Some particles zip through it with no trouble at all (like photons)... others, however, struggle to move. And that is what we call mass(1% lol)←

The Higgs Boson is the particle that pops out ✨like popcorn✨ when that liquid is shaken

Joke: this liquid is unstable

Physics calls it a false vacuum If it were to give way or change consistency even in a single point, the entire universe would dissolve in an instant 🌌⃠

Here is another spooky fact about the cosmos!

So, in Quantum Field Theory, there is this creepy thing called Vacuum Decay. It's pretty complicated, but all you need to know is that the theory states that the Universe exists in a vacuum that is relatively stable, but not the most stable state possible. A False Vacuum.

It's believed that, if the Universe somehow shifts into a more stable level, an event known as False Vacuum Decay will occur. A bubble of this "True Vacuum" will quickly expand outwards that the speed of light until it eventually consumes the Universe. Inside this new vacuum, all of psychics, chemistry, and science will be rewritten.

Existential Dread aside, this could potentially be an neat little explanation on how the Fused Beings work. Just... as in inverse.

Without spoiling to much... Fused and Frees Beings are on a higher energy level than normal Starfolk. When they the defeat their enemies, they absorb and "convert" them into their unstable energy state. It's sorta like the Fused beings are like walking True Vacuums, since their very existence violates the Laws of the Universe Worldless created.

Essentially, the Freed can absorb beings below them (Starfolk), or themselves. The "unstable" nature of these beings are simply because they're against how this Universe functions.

But to get on the same level as a deity, they would need more energy.

Blog#124

Saturday, September 18th, 2021

Welcome back,

In quantum field theory, a false vacuum is a hypothetical vacuum that is stable, but not in the most stable state possible. It may last for a very long time in that state, but could eventually decay to the more stable state, an event known as false vacuum decay. The most common suggestion of how such a decay might happen in our universe is called bubble nucleation – if a small region of the universe by chance reached a more stable vacuum, this "bubble" would spread.

A false vacuum exists at a local minimum of energy and is therefore not stable, in contrast to a true vacuum, which exists at a global minimum and is stable.

If our universe is in a fake vacuum state rather than a real vacuum state, then, the decay from the less consistent fake vacuum to the more consistent clear vacuum (called false vacuum decay) could have exciting outcomes.

The effects could range from complete cessation of existing fundamental forces, elementary particles and structures comprising them, to subtle change in some cosmological parameters, mostly depending on potential difference between true and false vacuum. Some false vacuum decay scenarios are compatible with survival of structures like galaxies and stars or even biological life.

while others involve the full destruction of baryonic matter or even immediate gravitational collapse of the universe, although in this more extreme case the likelihood of a “bubble” forming may be very low (i.e. false vacuum decay may be impossible).

A paper by Coleman and de Luccia which attempted to include simple gravitational assumptions into these theories noted that if this was an accurate representation of nature, then the resulting universe "inside the bubble" in such a case would appear to be extremely unstable and would almost immediately collapse:

In general, gravitation makes the probability of vacuum decay smaller; in the extreme case of very small energy-density difference, it can even stabilize the false vacuum, preventing vacuum decay altogether. We believe we understand this. For the vacuum to decay, it must be possible to build a bubble of total energy zero. In the absence of gravitation, this is no problem, no matter how small the energy-density difference; all one has to do is make the bubble big enough, and the volume/surface ratio will do the job. In the presence of gravitation, though, the negative energy density of the true vacuum distorts geometry within the bubble with the result that, for a small enough energy density, there is no bubble with a big enough volume/surface ratio. Within the bubble, the effects of gravitation are more dramatic. The geometry of space-time within the bubble is that of anti-de Sitter space, a space much like conventional de Sitter space except that its group of symmetries is O(3, 2) rather than O(4, 1). Although this space-time is free of singularities, it is unstable under small perturbations, and inevitably suffers gravitational collapse of the same sort as the end state of a contracting Friedmann universe. The time required for the collapse of the interior universe is on the order of... microseconds or less.

The possibility that we are living in a false vacuum has never been a cheering one to contemplate. Vacuum decay is the ultimate ecological catastrophe; in the new vacuum there are new constants of nature; after vacuum decay, not only is life as we know it impossible, so is chemistry as we know it. However, one could always draw stoic comfort from the possibility that perhaps in the course of time the new vacuum would sustain, if not life as we know it, at least some structures capable of knowing joy. This possibility has now been eliminated.

The second special case is decay into a space of vanishing cosmological constant, the case that applies if we are now living in the debris of a false vacuum which decayed at some early cosmic epoch. This case presents us with less interesting physics and with fewer occasions for rhetorical excess than the preceding one. It is now the interior of the bubble that is ordinary Minkowski space...

— Sidney Coleman and Frank De Luccia

A number of theories suggest that cosmic inflation may be an effect of a false vacuum decaying into the true vacuum. The inflation itself may be the consequence of the Higgs field trapped in a false vacuum state with Higgs self-coupling λ and its βλ function very close to zero at the planck scale.  A future electron-positron collider would be able to provide the precise measurements of the top quark needed for such calculations.

COMING UP!!

(Wednesday, September 22nd, 2021)

Ein fester Grundsatz der Quantenphysik heißt, daß Zustände mit höherer Energie zu solchen mit geringerer Energie tendieren. Beispielsweise kann ein Atom verschiedene angeregte Zustände annehmen, von denen jeder instabil ist. In diesem Fall wird es versuchen, in den Zustand mit der geringsten Energie, also den "Grundzustand" überzugehen, welcher stabil ist. In ähnlicher Weise wird ein "angeregtes" Vakuum versuchen, in den Zustand der geringsten Energie überzugehen, den des "echten" Vakuums.

Heute nimmt man in der Regel an, daß der gegenwärtige Zustand des Universums dem des echten Vakuums entspreche, das heißt, daß der leere Raum in der jetzigen Zeit das Vakuum mit der geringstmöglichen Energie sei. Aber können wir dessen sicher sein? Coleman und DeLuccia erwägen die äußerst beunruhigende Möglichkeit, daß es sich bei dem gegenwärtigen Vakuum vielleicht gar nicht um das echte, sondern lediglich um ein langlebiges, ein metastabiles Vakuum handelt, das uns eine falsche Sicherheit vorgaukelt, weil es schon seit einigen Milliarden Jahren andauert. Uns sind viele Quantensysteme mit einer Halbwertszeit von Milliarden Jahren bekannt - beispielsweise Urankerne. Angenommen, das gegenwärtige Vakuum falle in diese Kategorie. Der im Titel von Colemans und De Luccias Aufsatz angesprochene "Zerfall" des Vakuums bezieht sich auf die katastrophale Möglichkeit, daß dessen gegenwärtiger Zustand schlagartig enden und der Kosmos in einen Zustand noch geringerer Energie stürzen könnte. Das hätte für uns (und alles andere) schreckliche Konsequenzen.

Es ist Coleman und De Luccia gelungen, den Zerfall des Vakuums in einem mathematischen Modell darzustellen und zu zeigen, wie das Phänomen sich ereignet. Sie stellten fest, daß der Zerfall an einem zufälligen Ort im Raum beginnt, indem sich eine von instabilem falschen Vakuum umgebene winzige Blase aus echtem Vakuum bildet. Gleich nach ihrer Entstehung wird sie sich mit einem Tempo ausdehnen, das sich rasch der Lichtgeschwindigkeit annähert. Damit nimmt sie einen immer größeren Bereich des falschen Vakuums in sich auf und wandelt es unverzüglich in echtes Vakuum um. Die Energiedifferenz zwischen beiden Zuständen - die den ungeheuren Wert von 1087 Joule pro cm3 Raum haben kann -konzentriert sich in der Wandung der Blase, die sich durch das Universum wälzt und alles mit Vernichtung bedroht, was ihr in den Weg kommt.

Den ersten Hinweis auf die Existenz einer Blase aus echtem Vakuum würde uns ihr Eintreffen liefern, wobei die Vorwarnzeit nicht einmal drei Minuten betrüge. Damit würde sich die Quantenstruktur unserer Welt mit einem Mal verändern. Von einem Augenblick auf den nächsten würden sich die Wesen aller Elementarteilchen sowie ihre Wirkungen drastisch verändern; beispielsweise könnten Protonen ganz plötzlich zerfallen. Das Ergebnis wäre ein schlagartiges Verdampfen aller Materie. Kurz: augenblickliche Vernichtung. "Diese Aussicht ist entmutigend", erklären die Autoren mit souveränem Understatement und fahren fort: "Die Möglichkeit, daß wir in einem falschen Vakuum leben, hat zu keiner Zeit eine besonders begeisternde Aussicht geboten. Der Vakuumzerfall bedeutet die endgültige ökologische Katastrophe; nach ihm ist nicht nur das Leben, wie wir es kennen, unmöglich, sondern auch die Chemie, so wie wir sie kennen.

Nach der Veröffentlichung von Colemans und De Luccias Aufsatz diskutierten Physiker und Astronomen intensiv die verheerenden Folgen des Vakuumzerfalls. In einer Nachfolgeuntersuchung, die in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, beschworen Piet Hut und Martin Rees das beunruhigende Gespenst herauf, Teilchenphysiker könnten völlig unbeabsichtigt die Entstehung einer das Universum zerstörenden Vakuumblase auslösen. Ihre Besorgnis stützt sich darauf, daß bei einem mit sehr hoher Energie erfolgenden Zusammenprall von Elementarteilchen - in einer sehr kleinen Region des Raumes und einem sehr kurzen Augenblick - Bedingungen entstehen könnten, die das Vakuum zum Zerfall veranlassen. Wäre der Übergang erst einmal vollzogen, und sei es auch nur in mikroskopisch kleinem Maßstab, könnte nichts die neu entstandene Blase daran hindern, sich rasch zu astronomischer Größe aufzublähen. Sollten wir ein Verbot für die nächste Generation von Teilchenbeschleunigern aussprechen? Hut und Rees gaben beunruhigende Erklärungen ab und wiesen darauf hin, daß kosmische Strahlung, die höhere Energiewerte erreicht, als wir sie in unseren Teilchenbeschleunigern zu erzeugen vermögen, seit Milliarden von Jahren Atomkerne in der Erdatmosphäre bombardiert, ohne daß es dabei zum Vakuumzerfall gekommen wäre. Auf der anderen Seite seien wir imstande, erklären sie weiter, Zusammenstöße mit höherer Energie hervorzurufen, als der Aufprall kosmischer Strahlung auf die Erde sie je erzeugt habe, wenn es uns gelänge, die in Teilchenbeschleunigern erzeugte Energie um ein Vielhundertfaches zu steigern. Die eigentliche Frage allerdings heißt nicht, ob es auf der Erde zu dieser Art Blasenbildung kommen kann, sondern ob sie bereits zu irgendeiner Zeit nach dem Urknall irgendwo im beobachtbaren Universum stattgefunden hat. Hut und Rees haben dargelegt, daß in äußerst seltenen Fällen zwei kosmische Strahlen frontal aufeinanderstoßen, wobei Energien frei werden, die milliardenfach höher liegen als die in den gegenwärtigen Teilchenbeschleunigern erzeugten. Wir brauchen also wohl bisher keine Behörde, die da ordnend eingreift.

Paradoxerweise könnte die Entstehung einer Vakuumblase - eben das Phänomen, das die bloße Existenz des Universums bedroht in einem nur leicht veränderten Zusammenhang dessen einzig mögliche Rettung bedeuten. Die einzig sichere Möglichkeit dem Tod des Universums zu entgehen, besteht darin, ein neues zu erzeugen, in dem man Zuflucht finden kann. Man könnte das für das letzte Wort auf dem Gebiet überhitzter phantastischer Spekulation halten, doch wurde in den letzten Jahren viel von "Kind-Universen" gesprochen. Die Argumente, die für deren Existenz angeführt werden, lassen sich keineswegs von der Hand weisen.

Das Thema wurde erstmals 1981 von einer Gruppe japanischer Physiker ins Gespräch gebracht. Sie untersuchten ein einfaches mathematisches Modell vom Verhalten einer kleinen Blase falschen Vakuums, die von echtem Vakuum umgeben ist - die Umkehrung der soeben dargestellten Situation. Vorausgesagt wurde, daß sich das falsche Vakuum aufblähen und damit sehr rasch in einem Urknall zu einem großen Universum ausdehnen würde. Allem Anschein nach müßte sich die Blasenwandung durch die Aufblähung der Blase aus falschem Vakuum so ausdehnen, daß die Region aus falschem Vakuum auf Kosten der Region aus echtem Vakuum anwächst. Doch das widerspricht der Erwartung, daß das auf der niedrigen Energiestufe befindliche echte Vakuum das falsche Vakuum mit der höheren Energiestufe verdrängt und nicht umgekehrt.

Sonderbarerweise scheint sich - vom echten Vakuum aus gesehen - die Region des Raumes, welche die Blase aus falschem Vakuum einnimmt, nicht aufzublähen. Tatsächlich wirkt sie eher wie ein schwarzes Loch. Ein in der Blase aus falschem Vakuum befindlicher hypothetischer Beobachter würde Zeuge, wie das Universum zu gewaltigen Ausmaßen anschwillt, doch von außen gesehen bliebe die Blase kompakt.

Eine Möglichkeit, sich diese eigenartige Situation vorzustellen, liefert ein Vergleich mit einem Gummituch, das an einer Stelle eine Blase bildet, die sich ausdehnt. Der auf diese Weise entstehende Ballon bildet eine Art Kind-Universum, das durch etwas wie eine Nabelschnur oder ein "Wurmloch" mit dem Mutter-Universum verbunden ist. Vom Mutter-Universum aus wirkt die Öffnung des Wurmlochs wie ein schwarzes Loch. Diese Anordnung ist instabil, das schwarze Loch verdampft rasch unter der Einwirkung des Hawking-Effekts und verschwindet vollständig aus dem Mutter-Universum. Als Ergebnis wird das Wurmloch abgezwickt, und aus dem nunmehr vom Mutter-Universum getrennten Kind-Universum wird ein neues, unabhängiges und eigenständiges Universum. Dieses Modell legt die Schlußfolgerung nahe, daß unser eigenes Universum auf die beschriebene Weise als Nachkömmling eines anderen Universums entstanden ist.

Alan Guth, der Vater der Aufblähungstheorie, hat mit seinen Kollegen untersucht, ob die oben beschriebene Situation die bizarre Möglichkeit zuläßt, ein neues Universum im Labor zu erschaffen. Im Unterschied zu dem angsteinflößenden Zerfall eines falschen Vakuums in einer Blase aus echtem Vakuum bedeutet die Erzeugung einer Blase aus falschem Vakuum, die von echtem Vakuum umgeben ist, keine Bedrohung für die Existenz des Universums. Zwar könnte es bei diesem Experiment zu einem Urknall kommen, doch bliebe es auf das Innere eines winzigen schwarzen Lochs beschränkt, das bald verdampft. Das neue Universum würde seinen eigenen Raum schaffen und von unserem nichts für sich beanspruchen.

Obwohl der Gedanke recht hypothetisch bleibt und sich ausschließlich auf mathematische Theorien stützt, lassen Untersuchungen erkennen, daß die Entstehung neuer Universen auf diese Weise möglich wäre, sofern man in einem sorgfältig entwickelten Verfahren große Mengen an Energie konzentrierte. Wenn in sehr ferner Zukunft unser eigenes Universum allmählich unbewohnbar wird oder sich einem großen Kollaps nähert, könnten unsere Nachkommen beschließen, sich aus ihm davonzustehlen, indem sie den Knospungsprozeß in Gang setzten, um dann in aller Eile durch die wurmlochähnliche Nabelschnur ins Nachbar-Universum zu kriechen, bevor es abgezwickt wird - die fortgeschrittenste Stufe der Auswanderung. Natürlich hat heutzutage niemand eine Vorstellung davon, ob oder auf welche Weise diese kühnen Geschöpfe die Aufgabe lösen könnten. Zumindest wäre die Reise durch das Wurmloch recht unbequem, es sei denn, das schwarze Loch, in das sie sich stürzen müssen, wäre sehr groß.

Abgesehen von solchen praktischen Erwägungen eröffnet die bloße Möglichkeit der Existenz von Kind-Universen die Aussicht auf echte Unsterblichkeit - nicht nur für unsere Nachkommen, sondern auch für Universen. Statt uns Gedanken über Leben und Tod des Universums zu machen, sollten wir lieber an eine Familie von Universen denken, die sich unendlich fortpflanzen, indem jedes neue Universum Generationen von weiteren erzeugt, möglicherweise in ungeheurer Zahl. Mit solcher kosmischer Fruchtbarkeit hätte die Ansammlung von Universen - oder das Metauniversum, wie man sie eigentlich nennen müßte - womöglich weder Anfang noch Ende. Jedes einzelne Universum würde Entstehung, Entwicklung und Tod erleben, aber die Gattung insgesamt würde ewig existieren.

Bei diesem Szenario drängt sich die Frage auf, ob die Erschaffung unseres eigenen Universums auf natürlichem Wege erfolgt ist (ähnlich der Geburt eines Kindes auf die von der Natur vorgesehen Weise) oder Ergebnis geplanten Eingreifens war (wie bei einem Retortenbaby). Wir können uns vorstellen, daß eine hinreichend fortgeschrittene und altruistische Gesellschaft von Wesen in einem Mutter-Universum, deren eigenes Universum zum Untergang verurteilt ist, Kind-Universen zu erzeugen beschlösse - nicht um einen Fluchtweg für das eigene Überleben zu eröffnen, sondern um dafür zu sorgen, daß das Leben irgendwo weiterbestehen kann. In dem Falle wäre es überflüssig, Möglichkeiten für die Überwindung der beachtlichen Hindernisse zu finden, die dem Versuch entgegenstehen, ein passierbares Wurmloch zum Kind-Universum zu schaffen.

Unklar ist, in welchem Ausmaß ein Kind-Universum genetisch von seiner Mutter geprägt wäre. Bisher wissen unsere Physiker nicht, warum die verschiedenen in der Natur und den Materieteilchen wirkenden Kräfte gerade die Eigenschaften haben, die sie aufweisen. Einerseits könnten sie Teil der Naturgesetze sein, die ein für allemal in jedem Universum festgelegt sind. Andererseits ist es möglich, daß diese oder jene Eigenschaften auf Evolutionszufälle zurückgehen.

Der Physiker Lee Smolin hat vorgeschlagen, daß sogar bei Universen eine Art Darwinscher Evolution am Werk sein könnte, welche das Entstehen von Leben und Bewußtsein mittelbar unterstützt. Noch interessanter ist die Möglichkeit, daß Universen durch die Einwirkung einer Intelligenz in einem Mutter-Universum geschaffen werden und bewußt mit den Eigenschaften ausgestattet werden, die erforderlich sind, damit Leben und Bewußtsein entstehen können.