Материалы портала «Научная Россия»

Вселенная и жизнь могли бы существовать и без слабого взаимодействия

Вселенная и жизнь могли бы существовать и без слабого взаимодействия
Группа физиков-теоретиков из США показала, как во Вселенной без одного четырех фундаментальных типов взаимодействия может даже существовать жизнь.

Ученые под руководством Фреда Адамса (Fred Adams) из Мичиганского университета, США, показали, что не все типы фундаментальных взаимодействий равно важны. Может существовать альтернативная Вселенная, в которой отсутствует слабое взаимодействие, работающее на уровне ядер элементов, и при этом в ней могут зарождаться галактики, звезды, планеты и, возможно, даже жизнь. Статью с соответствующими расчетами физики опубликована на arXiv.org, кратко об их выводах сообщает портал Science News.

Многие физики полагают, что все четыре типа взаимодействия важны для существования Вселенной именно в том виде, как они есть сейчас. Например, если бы гравитация была намного сильнее, чем она есть, большая часть материи рухнула бы в черные дыры; если бы она была слабее, Вселенная не сформировала бы таких структур, как галактики или планеты. Сильное взаимодействие удерживает атомные ядра вместе, а электромагнитное взаимодействие распространяет свет по всей Вселенной.

По расчетам американских физиков, эти три взаимодействия действительно важны, а вот слабое взаимодействие, ответственное за превращение нейтронов в протоны, электроны и нейтрино, может быть и не столь существенной. «Это единственный вид, от которого вы можете полностью избавиться, не испортив все», — поясняет Фред Адамс.

В новом исследовании он и его коллеги смоделировали, как материя создавалась бы при Большом взрыве, а затем собиралась в звезды, но без участия слабого взаимодействия. В нашей Вселенной одним из следствий распада нейтронов стало то, что большая часть Вселенной состоит из водорода, который состоит из одного протона и электрона. Звезды в своих горячих ядрах сливают протоны в гелий и более тяжелые элементы, а затем выбрасывают их в космос. Но без слабой силы Вселенная была бы заполнена нейтронами, которые бы не распадались, это своеобразный тупик для создания более тяжелых элементов. Но выход есть. Единственный способ создать сложную материю — начать с меньшего количества нейтронов и большего количества свободных протонов, чем в нашей Вселенной. Тогда нейтроны и протоны могут соединяться и создавать дейтерий, называемый также тяжелым водородом.

Звезды, подпитываемые дейтерием, как показало моделирование, все равно будут сиять, но выглядеть по-другому. Сжигание дейтерия более эффективно, чем сжигание водорода, поэтому эти звезды были бы горячее, больше и краснее, чем наши. Но тем не менее они смогли бы создать все элементы периодической таблицы вплоть до железа, а космический ветер мог бы переносить элементы в космос.

Тогда и на планетах такой Вселенной была бы вода, сделанная из дейтерия вместо водорода. Он токсичен для жизни в нашей Вселенной, но если бы жизнь эволюционировала с дейтерированной водой, эти условия считались бы нормальными.

[Иллюстрация: Adolf Schaller/STSCI]

возникновение жизни вселенная слабое взаимодействие фундаментальные взаимодействия

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий