Wetenschappers van de Universiteit van Michigan hebben een nieuw soort universum beschreven waarin de zwakke kernkracht ontbreekt. Ondanks het feit dat het bestaan van leven alleen mogelijk is voor bepaalde waarden van fysische constanten, voorspelt het theoretische model dat zwakke interactie niet nodig is voor het ontstaan van levende organismen. Een voordruk van het artikel is gepubliceerd in de bioRxiv-repository.
Het is bekend dat de fundamentele fysische constanten die de natuurwetten en de eigenschappen van materie beschrijven, willekeurige waarden hebben die niet verklaard kunnen worden binnen het kader van de moderne fysische theorie. Een aantal natuurkundigen suggereert echter dat er universums zijn met verschillende "instellingen" die mogelijk niet geschikt zijn voor het bestaan van leven. Tegelijkertijd hebben een aantal wetenschappelijke werken aangetoond dat als veel constanten over een groot bereik mogen variëren, er potentieel bewoonde universums kunnen verschijnen met een andere waarde van constanten.
Het standaardmodel beschrijft de elektromagnetische, zwakke en sterke interacties van alle elementaire deeltjes. De zwakke kernkracht is verantwoordelijk voor het bèta-verval van atoomkernen, wanneer een neutron in een proton verandert en een elektron of positron uitzendt. Het bepaalt de processen die plaatsvinden in de ingewanden van niet erg zware sterren, zoals de zon, en beïnvloedt de waarschijnlijkheid van neutrino-interactie met materie. Als het niveau van zwakke nucleaire interactie te laag is, is de vorming van langlevende sterren in zo'n universum onmogelijk.
Helium kan nog steeds worden gesynthetiseerd in de vroege stadia van het bestaan van het universum, in het tijdperk van de oorspronkelijke nucleosynthese. In zwaardere sterren kunnen heliumatomen samensmelten tot zwaardere elementen, maar het gebrek aan interactie van neutrino's met materie maakt het onmogelijk voor supernovae om zich te vormen - de ster krimpt gewoon, waardoor de voortplanting van zware atomen in de ruimte wordt voorkomen.
Kosmologen hebben echter ontdekt dat een universum waar de zwakke interactie volledig afwezig is, toch leven kan hebben. Tijdens het tijdperk van primaire nucleosynthese omzeilen sommige protonen en neutronen de opname van atomen in zware kernen. In ons universum namen protonen daarentegen actief deel aan de synthese van elementen tot lithium. Later worden vrije protonen en neutronen gecombineerd om deuterium (zware waterstof) te vormen. Dit laatste wordt brandstof voor sterren, waarvan de evolutie het gevolg is van sterke interacties. Ze vormen koolstof en andere elementen die nodig zijn voor het leven.
