Koniec wszechświata – Wikipedia

W fizyce pojęcie Optymalne ustawienie (po angielsku : strojenie ) oznacza sytuację, w której pewna liczba parametrów musi mieć bardzo precyzyjną wartość, aby móc uwzględnić to lub to zaobserwowane zjawisko.

W kosmologii rozważania te są podstawą zasady antropogenicznej: wydaje się, że zmienność, nawet słaba, niektórych podstawowych stałych nie pozwoliłaby na pojawienie się życia we wszechświecie. Na przykład życie nie może rozwinąć się, jeśli stała kosmologiczna lub czarna energia mają zbyt wysokie wartości, ponieważ zapobiegałyby wówczas mechanizmu niestabilności grawitacyjnej, w związku z czym tworzenie dużych struktur. Niewielka zaobserwowana wartość czarnej energii, w porównaniu z wartością, która wydaje się najbardziej naturalna (odpowiadająca gęstości Plancka lub 10 ¹²² razy więcej niż zaobserwowana wartość) jest przykładem drobnej korekty.

Możliwe jest, że zastosowanie koncepcji drobnej korekty odzwierciedla trudność nauki w integracji zarówno skali Plancka, jak i skali kosmicznej. Rzeczywiście, sześćdziesiąt rzędów wielkości czasowej oddziela czas Plancka, przy 10 ^-43 s i wiek wszechświata, około 10 ¹⁷ s i modele teoretyczne ogólnie akceptowane na początku Xxi ^{To jest} stulecia nie są w stanie uwzględnić takiego zakresu ilości w zunifikowanym schemacie ^{[[[ Pierwszy ]} . Propozycje takie jak Multiverse rozwiązują problem, zakładając, że wszystkie opcje są „testowane” w różnych wszechświatach. Jednak to drobne dostosowanie może być tylko iluzją: prawdziwa ostateczna liczba niezależnych stałych fizycznych jest nieznana – można ją zmniejszyć, nawet ograniczoną do jednej wartości. I albo nie znamy praw „fabryki potencjalnych wszechświatów”, to znaczy interwał i prawo dystrybucji, w których powinniśmy „wybrać” każdą stałą (w tym także nasz wybór jednostki, a kombinacje są arbitralne) .

Pojęcie drobnego dostosowania wszechświata, często używane do wykazania silnej zasady antropogenicznej, jest jednym z włókien obrońców spirytualistycznej tezy inteligentny .

Dostosowanie stałych wszechświata [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Charakterystyka wszechświata, w której ewoluujemy, zależą od piętnastu stałych fizycznych. Przy obecnym braku zasady jednoczącej są one uważane za niezależne od siebie. Pojawienie się supernordynatorów pozwoliło astrofizyce modelować rozwój wszechświata, a następnie zmodyfikować te stałe jeden po drugim lub jednocześnie w celu symulacji nowych wszechświatów („zabawek”). Liczba w ten sposób uzyskanych wszechświatów zabawek jest prawie nieskończona.

Niektóre z tych symulacji wykazały, że prawie wszystkie wszechświaty zabawkowe wynikające z tych symulacji są sterylne. Zgodnie z tymi symulacjami tylko nadmierne ustawienie piętnastu podstawowych stałych pozwala na wygląd stabilnego i realnego wszechświata, w którym jesteśmy. Zwolennicy zasady antropogenicznej odmawiają postrzegania jej jako prostej „szczęśliwej szansy”, co byłoby wiarygodne, gdyby skupił się tylko na dostosowaniu pojedynczej stałej, ale niemożliwej do 3 niezależnych stałych ^{[[[ 2 ]} .

Inne symulacje, takie jak program Monkeygod De Victor J. zamyka ^{[[[ 3 ]} , dojść do różnych rezultatów: z 10 000 symulowanych wszechświatów, różnią jednocześnie Kilka parametrów fizycznych, spośród 10 rzędów wielkości, program ten uzyskuje 61% wszechświatów, w których żywotność gwiazd i ich skład pozwala na wygląd życia ^{[[[ Vs 1 ]} . Według Stengera te różne wyniki wynikają z faktu, że symulacje prowadzące do zakończenia drobnej korekty zmieniają każdy parametr jeden po drugim Pozostawiając drugą ustaloną, zmienność, że zmiana innych parametrów fizycznych nie może zrekompensować generowania realnego wszechświata ^{[[[ Vs 2 ]} .

Niektóre przykłady stałych z wszechświata, które przynoszą pytania dotyczące ich drobnej korekty:

Gęstość wszechświata i szybkość ekspansji [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Barrow i Tipler wykazali, że rozszerzenie wszechświata nie jest ani zbyt szybkie, ani zbyt wolne. W mniej gęstym wszechświecie ekspansja wygrałaby z powodu grawitacji i nie mogła zostać utworzona żadna struktura (ani gwiazd, planet, ani galaktyki). Gęstszy wszechświat zbyt szybko się upadłby, aby umożliwić rozwój złożoności ^{[[[ TB 1 ] [Ref. niekompletny]} . Gęstość wszechświata jest bardzo zbliżona do krytycznej gęstości, która zapewnia tę rozsądną ekspansję i długość życia wszechświata kompatybilnego z wyglądem życia. Zależność między gęstością wszechświata a gęstością krytyczną jest parametr gęstości ω, równy 1 dla gęstości krytycznej.

Problem polega na tym, że jeśli Ω różni się znacznie od 1, niższa lub wyższa, wartość ta nie jest stabilna i rozbiega się. To znaczy, że jeśli ω> 1, rozszerzenie wszechświata będzie powolne i odwróci, a ω będzie miało ochotę na nieskończoność; If Ω <1, the expansion of the universe will continue to infinite and Ω will tend towards 0. As the value of Ω diverges, it must have been, during the Big Bang, in a range of value extremely fine around 1 so that, 13 miliardów Wiele lat później, w naszych czasach, wciąż jest dość blisko 1.

Ten zakres wartości jest odstępem ± 10 ^-60 Około 1. Ten przedział jest tak mały, że Trinh Xuan Thuan obliczył, że odpowiada prawdopodobieństwu, że łucznik dotknął celu 1 cm ² Znajdujący się na drugim końcu wszechświata, przynosząc ślepą strzałę z Ziemi, nie wiedząc, w jakim kierunku jest cel ^{[[[ 4 ]} .

Według większości naukowców problem ten jest rozwiązany przez kosmiczną inflację, która miała miejsce tuż po Wielkim Wybuchu. Ten okres inflacji miał wpływ spłaszczyć Losowa przestrzeń krzywizny wszechświata w czasie Wielkiego Wybuchu, aby był prawie płaski. Jednak płaska krzywizna odpowiada – z definicji – gęstości wszechświata równej gęstości krytycznej. Jest więc logiczne i naturalne, jeśli model kosmicznej inflacji jest prawidłowy, że parametr ω był prawie równy 1 na początku wszechświata. Model inflacji jest obecnie dobrze akceptowany przez społeczność naukową, która doprowadziła w szczególności do zweryfikowanych i zmierzonych prognoz dotyczących fluktuacji z kosmologicznego tła merytorycznego ^{[[[ Vs 3 ]} .

Masy neutronów i protonu [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Masa neutronów jest nieco większa niż masa protonu:

${DisplayStyle m_ {n} -M_ {p} = 1.29mev}$

. Prowadzi to do szybkiego rozpadu neutronów (wolnych) w protonie, podczas gdy proton jest bardzo stabilny (jego żywotność wynosi co najmniej 10 ³⁴ lata). Gdyby było odwrotnie (

${DisplayStyle m_ {n} -M_ {p} <0}$

), byłby to proton, który rozpadłby się w neutronie (który byłby stabilny), a reakcje fuzji jądrowej byłyby oparte na neutronach, które tworzyłyby nagie jądra wszystkich mas. Jedynym materiałem we wszechświecie byłoby wówczas neutronium, elementy chemiczne nie mogłyby się utworzyć (patrz poniżej) i życie nie mogło się rozwinąć ^{[[[ 5 ]} .

Ponadto neutrony wewnątrz jądra atomowego nie rozpadają się (oprócz radioaktywności beta), zapewniając stabilność jąder atomowych. Aby tak było, energia łącznikowa musi

${DisplayStyle el}$

jest większa niż różnica masy między neutronem a masą dodaną do protonu i elektronu (

${DisplayStyle el> m_ {n}-(m_ {p}+m_ {e})}$

${DisplayStyle m_ {n} -M_ {p}}$

, zamówienia dziesięć Mev .

Wreszcie, inne zjawisko może zagrozić stabilności protonów: jeśli

${DisplayStyle m_ {n} -m_ {p}$

(

${DisplayStyle m_ {no}}$

Będąc masą neutrino), protony rozpadłyby się w reakcji z elektronem w neutronie i neutrino. Daje to niższy terminal 0,511 Mev ma

${DisplayStyle m_ {n} -M_ {p}}$

.

Podsumowując, różnica w masie między protonem a neutronem musi znajdować się na widelcu

${DisplayStyle 0.511mev$

^{[[[ Vs 4 ]} .

Prawdziwa wartość 1.29 Mev jest dobrze w tym widelcu, który jest dość szeroki; Wartość może być podwójna lub nawet pięciokrotna. Zgodnie ze standardowym modelem fizyki cząstek (w tym pola wzgórz elektrokłownych) neutronów i protonów uzyskują masę silnej interakcji, która nie ma znaczenia między tymi dwiema cząsteczkami: w pierwszym przybliżeniu, zgodnie z tą teorią, neutrony i protony mają równe masa.

Jeśli weźmiemy pod uwagę interakcję elektrrofenową między tymi cząsteczkami, uzyskujemy przez obliczenia teoretyczne, różnica w masie między Pierwszy I 4 Mev (Masa kwarku u jest mało znana, podając ten widelec), kompatybilny z rzeczywistą wartością. Ta różnica masy jest zatem wyjaśniona w kontekście bieżącej fizyki i nie musi być dostosowywana do bardzo dobrego zakresu wartości ^{[[[ Vs 4 ]} .

Wygląd ciężkich elementów we wszechświecie [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Ciężkie elementy [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

98% widzialnego materiału składa się z wodoru i helu. Wszystkie pozostałe pierwiastki (ciężkie pierwiastki: węgiel, żelazo, tlen, które są składnikami materii organicznej zatem człowieka) reprezentują tylko pozostałe 2%. Zgodnie z teorią Wielkiego Wybuchu, podczas Wielkiego Wybuchu powstały tylko wodór i hel, a wszystkie pozostałe elementy powstały w gwiazdach przez okres kilku miliardów lat ^{[[[ 6 ]} . Ta obserwacja skłoniła Huberta Reevesa do stwierdzenia, że ​​jesteśmy „gwiazdorskim pyłem”. Według zwolenników zasady antropogenicznej fakt, że żywe organizacje, a zwłaszcza człowiek, są wykonane z najrzadszej materii, która istnieje we wszechświecie, ma tendencję do udowodnienia, że ​​jest to cel projektu kosmicznego ^{[[[ 7 ]} .

Węgiel [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

W swojej zaawansowanej wersji niska zasada antropogeniczna pochodzi z artykułu Roberta Dicke z 1961 roku ^{[[[ 8 ]} . W tym artykule Dicke wskazuje, że pojawienie się życia lub bardziej ogólnie z jakiejkolwiek złożonej struktury biologicznej, wymaga obecności węgla ^{[[[ 9 ]} , i wydaje się, że jest to owoc kilku sprzyjających zbiegów okoliczności.

Był znany w czasie, że węgla nie można było wytwarzać podczas pierwotnej nukleosyntezy, w czasie Wielkiego Wybuchu, ale miał zostać zsyntetyzowany w gwiazdach (patrz nukleosynteza gwiazd). Jednak nawet wewnątrz gwiazd węgiel jest trudny do syntezy. Powodem jest to, że dwa składniki obecne w ilości w gwiazdzie w momencie jej powstawania są wodór i hel oraz że nie ma stabilnego jądra atomowego wytworzonego z zderzenia między jądrem „wodoru i jądro helowego lub między dwoma helami jądra. Syntezowanie cięższych elementów faktycznie wymaga kolizji między trzema jądrami helowymi. Energia masowa trzech zgromadzonych jądro helu jest jednak większa niż energia jądra węglowego. Synteza takiego jądra jest zatem niekorzystna. Okazuje się jednak, że jest dozwolone dzięki faktowi, że istnieje wzbudzony stan jądra węglowego, którego całkowita energia (w tym energia masowa jądra) jest równa energii trzech jąder helowych. To ten przypadek, a priori wynikający z przypadków, który pozwala na wytwarzanie cięższych elementów niż hel w gwiazdach, a tym samym życia. Ponadto istnienie tak wzbudzonego stanu węglowego zostało przewidziane w 1953 r. Przez Freda Hoyle’a na podstawie tych samych obserwacji ^{[[[ dziesięć ]} i odkrył natychmiast po ^{[[[ 11 ]} .

Termin ‘ Wielki Wybuch » wynika z Freda Hoyle’a, który początkowo chciał go uwłaczające. Przy tej okazji wprowadził nowe wyrażenie, które zakończyło się powodzeniem: „Dostosowanie grzywny uniwersalnych stałych”. ^{[Ref. niezbędny]}

Ten punkt widzenia nie jest akceptowany przez wszystkich badaczy, bardzo różnorodne eksperymenty na różnych typach wszechświatów sugerujących, że mogą również wystąpić zjawiska wschodzące. Fred Adams z University of Ann Arbor (Michigan), szacuje na przykład, że obiekty asymilacyjne funkcjonalnie Do „gwiazd” naszego wszechświata może wystąpić w prawie jednej czwartej wszechświatów, które są nam wyobrażane ^{[[[ dwunasty ]} zmieniając trzy podstawowe parametry fizyczne, w tym stała grawitacyjna G i drobna struktura stała A .

Dostosowanie podstawowych sił naszego wszechświata [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Cztery podstawowe siły rządzą naszym wszechświatem: siła grawitacyjna, silna siła, siła elektromagnetyczna i słaba siła. Niektórzy autorzy uważają, że gdyby te cztery siły były proporcjonalnie różne, spowodowałyby zjawisko niezgodne z życiem.

Zgłaszają siły elektromagnetyczne i grawitacyjne [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Według Hugh Ross, pobranych przez wielu autorów, raport o sile elektromagnetycznej i grawitacyjnej jest drobno dostosowany do 10 ^-40 zamknąć ^{[[[ HR 1 ] W [[[ Vs 5 ]} .

Według tego autora, gdyby siła grawitacyjna była mniej silna, nie było gwiazdy mniejszej niż 1,4

${DisplayStyle M_ {ODOT}}$

A życie gwiazd byłoby zbyt krótkie i zbyt nieregularne, aby pozwolić na wygląd życia.

Gdyby siła grawitacyjna była silniejsza, nie byłaby gwiazdy więcej niż 0,8

${DisplayStyle M_ {ODOT}}$

I nie powstałby żaden ciężki element, niezbędny do życia.

Inne siły [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Gdyby silna siła nuklearna była nieco mniej silna, wiele elementów byłoby radioaktywne i niezdolne do biochemii, mniejsze reakcje jądrowe energetyczne znacznie zmniejszyłyby długość życia gwiazd. Nawet mniej silny, a jedynym elementem, który istniałby, byłby wodór, eliminujący wszelką możliwą biochemię; Gwiazdy natychmiast upadłyby w białych karłach, w gwiazdach neutronowych lub w czarnych otworach z ich kondensacji.

Gdyby silna siła nuklearna była nieco silniejsza, nie było wodoru, zostałby pochłonięty podczas pierwotnej nukleosyntezy w helu (lub w cięższych pierwiastkach); A gwiazdy nie miałyby głównej sekwencji, upadłyby szybko, gdy tylko kondensacja.

Gdyby siły jądrowe i elektromagnetyczne nie miały odpowiednich wartości, nie mogłyby wygenerować rezonansu jądrowego berylu, węgla i tlenu oraz wytwarzanie elementów niezbędnych do życia w oparciu o te atomy.

Bibliografia [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

• (W) Zwycięzca Pręty W Błąd drobnego strojenia: dlaczego wszechświat nie jest dla nas zaprojektowany , Książki Prometeusza, 2011 :

• (W) Hugh Ross W Stwórca i kosmos: jak największe odkrycia naukowe stulecia ujawniają Boga , Navpress, 1995 :

• (W) Fred C. Adams, ‘ Stopień dostrajania w naszym wszechświecie-i innych » [„Stopień finezji dostosowania naszego wszechświata – i innych”], Raporty fizyki W tom. 807, 15 maja 2019 W P. 1-111 (Doi 10.1016/j.physrep.2019.02.001 )

Powiązane artykuły [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]