Raumzeitblase

Eine Raumzeitblase ist ein hypothetisches, lokal begrenztes Gebiet der Raumzeit, dessen geometrische Eigenschaften von denen der umliegenden Raumzeit abweichen. Der Begriff wird in der theoretischen Physik verwendet, um Blasen unterschiedlicher Vakuumzustände oder Geometrien zu beschreiben, die durch lokale Energiedichteverteilungen oder Feldpotenziale hervorgerufen werden könnten.

In Modellen der Quantenkosmologie kann eine Raumzeitblase durch einen Phasenübergang entstehen, etwa durch Dekay eines False Vacuum. In Coleman-De Luccia-Szenarien nucleieren Blasen von niedrigerer Vakuumenergie, deren inneres Universum sich von der äußeren Umgebung unterscheiden kann. In inflationären oder stringtheoretischen Ansätzen erscheinen Blasen auch als Übergangsgebiete zwischen unterschiedlichen physikalischen Zuständen oder als Randflächen in brane-Welten.

Die Blase besitzt typischerweise eine Grenzschicht oder Domänenwand, über die Energiedichte und Druckverhältnisse wechseln. Innerhalb können andere Krümmungsraten, zeitliche Abläufe oder sogar unterschiedliche physikalische Konstanten gelten als außerhalb. Die dynamische Entwicklung einer Raumzeitblase wird durch die Einstein-Gleichungen bestimmt: Blasen können expandieren, kollabieren oder stabil bleiben, abhängig von der Feldpotenziallandschaft und den Energiebedingungen.

Oberhalb theoretischer Plausibilität liegen zentrale Fragen zu Stabilität, Energieanforderungen und möglichen Beobachtungen. Oft wird diskutiert, ob exotische Materie mit negativer Energiedichte nötig wäre, um stabile Traversalfenster oder bestimmte Blasenverläufe zu ermöglichen. Derzeit existieren keine experimentellen Belege für macroscopic Raumzeitblasen; das Konzept bleibt spekulativ und vorwiegend gedanklich für Abhandlungen über Gravitation, Kosmologie und multiversale Szenarien. Verwandte Konzepte umfassen False Vacuum Bubble, True Vacuum Bubble, Coleman-De Luccia-Instanton sowie Bubble Universes.