De kans bestaat dat er op dit moment, in een verre hoek van het heelal, een higgsdeeltje is ingestort. Dit zou een uitdijende bubbel van negatieve energie veroorzaken, die uiteindelijk het hele universum opslokt.
Tijd en ruimte zoals wij dat kennen, zal ooit stoppen te bestaan. Dat voorspelt het standaardmodel van de deeltjesfysica, de tak van natuurkunde die zich bezighoudt met subatomaire deeltjes.
Onderzoekers van de Harvard University hebben nu preciezer dan ooit berekend hoe lang dat nog duurt. Over ongeveer 10139 jaar gaat het licht hier uit. Eerdere, vagere schattingen voorspelden dat we nog grofweg 10100 jaar hadden.
In dit scenario gaan we niet, zoals meestal gedacht, ten onder aan een ‘Big Freeze’ – waarbij donkere energie de uitdijing van het heelal versnelt totdat er een koude, donkere ruimte overblijft – maar worden we door het higgsdeeltje in één klap de ondergang in geholpen.
‘We wilden de vorige schattingen verbeteren en het exacte moment zo precies mogelijk bepalen’, vertelt Anders Andreassen van de Harvard University. Met zijn collega’s maakte hij een berekening waarin hij alles meenam wat bekend is over de massa’s en interacties van deeltjes. Ook de massa van het higgsdeeltje werd meegenomen.
Higgsboson
De huidige massa van de higgsboson – vastgesteld op 125 gigaelektronvolt – is mogelijk niet de laagste waarde die het deeltje kan hebben. Je kunt dit je voorstellen alsof het deeltje in een dal ligt, met daarnaast een heuvel en daarachter een nog lager dal. Omdat het deeltje niet over de heuvel heen kan, ligt het voorlopig stabiel in het hogere dal.
Dat kan op een dag echter veranderen. Dat komt doordat het higgsboson een subatomair deeltje is, dat zich ook kan gedragen als golf. Daardoor zou het door de heuvel heen kunnen graven, op weg naar het lagere dal – oftewel: de lagere energietoestand.
Stroperig
Dat heeft grote implicaties voor ons heelal. Het higgsdeeltje is essentieel, omdat het alle andere deeltjes in het universum hun massa geeft. Volgens het standaardmodel van de natuurkunde hebben deeltjes van zichzelf geen massa. Die massa komt van iets anders: het higgsveld. Je kunt dat een beetje zien als een stroperige brij waarin deeltjes blijven kleven. Hoe meer ze blijven kleven, hoe zwaarder ze zijn.
Omdat het higgsveld zo belangrijk is, zou een verandering van zijn eigenschappen desastreus zijn voor de bouwstenen van ons heelal. Scheikundige reacties – en daarmee leven – zijn afhankelijk van deze bouwstenen. Als die fundamenteel veranderen, verdwijnt de wereld zoals wij die kennen.
Zomaar verdwenen
We zien maar een heel klein stukje van het heelal. De kans dat buiten ons blikveld iets heel onwaarschijnlijks gebeurt, is daardoor vrij groot. Het universum is misschien wel oneindig groot – en dan is de kans dat érgens een higgsdeeltje door de heuvel heen graaft best aanwezig. Als zo’n deeltje vervalt naar een lagere energietoestand, zou zich op die plek een groeiende bubbel vormen met randen van negatieve energie – met ín de bubbel een compleet ander universum.
Die bubbel zou ons op een dag ook bereiken – maar dit zouden we nooit kunnen voorspellen. Volgens Einsteins relativiteitstheorie kan informatie niet sneller reizen dan de lichtsnelheid – en dus zouden we geen enkele waarschuwing krijgen. ‘We zien het nooit aankomen’, zegt Andreassen.
‘Het is ontnuchterend om je deze bubbel voor te stellen – met zijn muur aan negatieve energie die met de snelheid van het licht op ons af racet’, schrijven Andreassen en zijn collega’s in hun artikel. In plaats van dat ons heelal zich langzaam uitstrekt tot zijn koude dood, zou het dus ook kunnen afstormen op een botsing met zo’n bubbelrand.
Bron van vernieling
Het is indrukwekkend hoe precies dit resultaat is, zegt Ruth Gregory van de Durham University in het Verenigd Koninkrijk over het onderzoek. ‘Aan de andere kant hebben ze de zwaartekracht niet meegenomen in hun berekeningen.’
Die zwaartekracht zit evenmin in het standaardmodel van de natuurkunde. Dat model is bovendien hopeloos incompleet – het kan ook donkere materie en donkere energie niet verklaren. Er zijn al veel uitbreidingen van dit model voorgesteld met deeltjes die het higgsdeeltje zouden stabiliseren, waardoor het universum mogelijk eeuwig kan bestaan.
Greorgy heeft zelf aangetoond dat een enorme curve in de ruimtetijd rond een microscopisch klein zwart gat de bron kan zijn van de higgs-inzakking – een beetje zoals een stofje in kokend water een belletje kan veroorzaken. Dat betekent dat kosmische destructie nog veel waarschijnlijker is.
Dat dit nog niet gebeurd is tijdens de miljarden jaren dat het universum al bestaat, suggereert dat er stabiliserende deeltjes zijn die helpen om deze apocalyps te voorkomen.