Theoretici hebben aangetoond dat zwakke interactie niet nodig is om het heelal stabiel te houden, sterren schijnen erin, planeten en zelfs leven verschijnt erin.
Alle verschillende deeltjesinteracties in onze wereld worden gereduceerd tot de werking van vier fundamentele krachten: zwaartekracht en elektromagnetisme, evenals een sterke nucleaire interactie (waardoor de atoomkernen stabiel blijven) en zwak (die verantwoordelijk is voor radioactief verval en de omzetting van neutronen in protonen, elektronen en neutrino's). En als de hypothese van het bestaan van talloze universa waar is, waarin andere natuurkundige wetten kunnen werken, dan kunnen andere werelden heel goed verstoken zijn van een of ander soort fundamentele krachten.
Berekeningen tonen aan dat verre van al dergelijke universums stabiel zullen zijn, verre van alle stabiele werelden sterren zullen kunnen baren, enz. - de fysica van onze wereld kan een uiterst zeldzaam of zelfs uniek geval zijn, waarvan de structuur uiteindelijk het leven mogelijk maakt haar. Recent theoretisch werk toont echter aan dat zwakke interacties hiervoor als optioneel kunnen worden beschouwd.
In 2006 toonden natuurkundigen van Stanford aan dat een heelal zonder zwakke kracht wel eens zou kunnen bestaan en redelijk stabiel zou kunnen blijven. De auteurs van een nieuw artikel, gepresenteerd in de arXiv.org online preprint-bibliotheek, concluderen dat een dergelijke wereld zelfs sterren, zware elementen en op de lange termijn leven kan produceren.
Fred Adams en zijn collega's van de Universiteit van Michigan simuleerden de oerknal en de geboorte van een universum zonder zwakke nucleaire krachten. Dankzij hem bestaat onze eigen wereld voornamelijk uit protonen, waterstofkernen die overblijven na het bèta-verval van neutronen. In de diepten van sterren gaan ze in thermonucleaire reacties, waarbij ze steeds zwaardere elementen vormen die door het heelal worden gedragen en het vullen met materiaal om nieuwe sterren, planeten en - uiteindelijk jij en ik - te vormen.
In een universum waar er geen zwakke interactie is, zullen neutronen zich echter ophopen zonder te vervallen. In zo'n wereld zou er een tekort aan zware elementen moeten zijn, maar het kan bestaan en blijkbaar zelfs het leven ondersteunen. Simulaties uitgevoerd door Adams en zijn co-auteurs toonden aan dat het hiervoor slechts nodig is om de beginvoorwaarden voor het ontstaan van het heelal lichtjes te corrigeren, zodat het begint met minder neutronen en meer vrije protonen dan de onze.
In dit geval kunnen ze recombineren met de vorming van kernen van deuterium, zware waterstof. Het kan ook deelnemen aan thermonucleaire transformaties, en zijn reacties geven meer energie vrij, dus de sterren van deze wereld zouden heter en helderder moeten zijn dan de onze. Niettemin zijn ze heel goed in staat om het hele scala aan zware elementen, inclusief ijzer, te produceren en deze met de sterrenwind door de ruimte te dragen.
Promotie video:
Natuurlijk zullen zowel het water als de mineralen van de planeten, die worden gevormd met de opname van deuterium, enigszins verschillen in eigenschappen van onze "analogen". Het is onwaarschijnlijk dat levende wezens uit ons universum daar kunnen overleven, maar als het leven zich in de wereld zelf heeft ontwikkeld, gevuld met neutronen en zonder zwakke interactie, moet het worden aangepast aan deze vreemde - voor ons - omstandigheden.
Sergey Vasiliev
