Наша не так уж точно настроенная вселенная

0   88   0

Физика
5 дек. 09:00


5a258b435f1be76a9828e183

Для возникновения жизни необходима основа. Наша Вселенная синтезировала атомные ядра на начальном этапе своей истории. Ядра поймали электроны, чтобы сформировать атомы. Скопления атомов образовали галактики, звезды и планеты. Наконец, у живых существ появилось место, которое они могли назвать домом. Мы воспринимаем как данность, что законы физики допускают появление таких структур, но все могло быть иначе.

На протяжении последних десятилетий многие ученые вели споры насчет того, что если бы законы физики были хоть немного другими, в космосе отсутствовали бы столь сложные структуры. Параллельно с этим космологи пришли к выводу, что наша Вселенная может быть лишь частью Мультивселенной — огромного множества вселенных, занимающего большую часть пространственно-временного континуума. Существование других вселенных дает привлекательную возможность объяснить очевидную точность законов физики, ведь законы меняются в зависимости от вселенной, а мы живем в той, которая допускает наличие наблюдателей, поскольку мы не смогли бы жить где-то еще.

Астрофизики уже так долго обсуждают концепцию тонкой настройки Вселенной, что многие стали воспринимать как данность, что наша Вселенная необычным образом подходит для сложных структур. Даже те, кто скептически относятся к гипотезе Мультивселенной, принимают это предположение; они просто считают, что можно найти другое объяснение. На деле, тонкую настройку Вселенной никто наглядно не показал. Мы точно не знаем, какие законы физики необходимы для развития астрофизических структур, а какие необходимы для развития жизни. В недавних работах по эволюции звезд, ядерной астрофизике и структурообразованию есть предположения, что аргументы в пользу тонкой настройки Вселенной менее состоятельны, чем считалось ранее. Необходимые для развития жизни условия возможны и в других вселенных, поэтому наша не настолько уникальна, как кажется.

Первый вид тонкой настройки Вселенной это первичные силы природы в действующих звездах. Если бы электромагнитная сила была слишком велика, то электрическое отталкивание протонов прекратило бы ядерный синтез внутри звезд, и они бы перестали светить. Если бы электромагнетизм был слишком слабым, то ядерные реакции вышли бы из-под контроля, и звезды стали бы очень эффектно взрываться. А если бы гравитация была слишком сильной, звезды либо сжались бы в черные дыры, либо просто никогда бы не зажглись.

Но если взглянуть поближе окажется, что звезды удивительно живучи. Сила электрического взаимодействия может изменяться в сто раз в оба направления перед тем, как деятельность звезды будет поставлена под угрозу. Сила гравитации могла бы стать в сто раз больше или в миллиард раз меньше, а звезда все равно продолжала бы жить. Допустимые значения гравитационных и электромагнитных сил зависят от сил ядерных. Если скорость реакций была бы выше, звезды могли бы функционировать даже при большем диапазоне гравитационных и электромагнитных сил. Напротив, менее быстрые ядерные реакции сузили бы этот диапазон.

Помимо этих минимальных условий состояние звезд также должно соответствовать определенному числу других показателей, еще сильнее сокращающих число допустимых значений сил взаимодействия. Звезды должны быть горячими. Температура их поверхностей должна быть достаточно высока, чтобы привести к осуществлению химических реакций, необходимых для развития жизни на планете. В нашей Вселенной пространства вокруг большинства звезд достаточно велики, поэтому существуют области, где температура поверхности планет держится у отметки в 27,85 °С, чего достаточно для поддержания жизни. Во Вселенных, где электромагнитные силы больше, звезды холоднее, что затрудняет развитие жизни.

Помимо всего прочего, звезды должны долго жить. Эволюция сложных форм жизни происходит в течение огромных отрезков времени. Так как жизнью движет сложный набор химических реакций, главные часы для биологической эволюции устанавливаются атомной временной шкалой. В других вселенных атомные часы будут тикать с другой скоростью, в зависимости от силы электромагнитных взаимодействий и это различие также необходимо учитывать. Когда сила невелика, звезды сжигают ядерное топливо быстрее, и, следовательно, продолжительность их жизни уменьшается.

И последнее — звезды должны просто сформироваться. Чтобы галактики, а потом звезды, могли сконденсироваться из исходного газа, у него должна быть возможность терять энергию и охлаждаться. Скорость охлаждения зависит (опять-таки) от электромагнитных сил. Если она слишком слабая, газ не сможет достаточно быстро охладиться и останется в диффузном состоянии вместо того, чтобы уплотниться, создав галактику. Еще звезды должны быть меньше своих домашних галактик, иначе образование звезд станет проблематичным. Эти условия еще больше снижают допустимую силу электромагнетизма.

Получается, что величины фундаментальных сил могут увеличиваться или уменьшаться на несколько порядков, а планеты все равно будут вписываться в заданные условия (как видно по схеме ниже). Эти силы отлажены хуже, чем кажется многим ученым.

Читать далее.


Автор: Фред Адамс (Fred Adams)

Источник: inosmi.ru


0



Для лиц старше 18 лет