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]
