Kan stjärnor i alternativa universer med olika fysiska konstanter ha potentiellt livliga planeter?
Vad kan vara stjärnorna i andra universum? Forskare har funnit att stjärnsystem, där styrkan i radioaktivt förfall är starkare eller svagare än i vårt utrymme, kan ha lämpliga ställen för livet.
Fysiska lagar i vårt universum innehåller ett antal grundläggande konstanter, som ljusets hastighet. Men många vetenskapliga modeller gör att du kan skapa ett brett spektrum av universer, som heter multiversen, där fysikens lagar kan skilja sig. Tidigare antog många forskare att tillräckligt stora skillnader i fysikens lagar skulle leda till livlösa universum, därför bör endast små variationer i grundläggande konstanter tillåtas. För att utveckla denna idé studerade astrofysiker universum där kärnkrafterna kunde vara olika.
Naturligtvis har vi inga exakta bevis för existensen av andra universum. Om de är så kan vi fortfarande inte titta på dem. Men ett sådant tankeexperiment kommer att svara på den grundläggande frågan: "Ska vårt universum vara som det är, och i så fall varför?".
Forskare har fokuserat på interaktionen, känd som svag kärnkraft. Det är ansvarigt för radioaktivt sönderfall, till exempel orsakar neutroner att sönderfallas i protoner, elektroner och elektriskt neutrala partiklar (elektronnutriner). Ett sätt att mäta universums predisposition till livet är att upptäcka flytande vatten på världens yta. Tidigare studier har visat att ett universum där en svag kraft är helt frånvarande kan betraktas som livskraftig. I den nya analysen ansåg forskare ett scenario där svag kraft var närvarande, men svagare än hos oss, liksom fall där det visade sig vara starkare. Resultaten tyder på att neutroner kommer att förfallna snabbare i universum med en starkare svag kraft, därför är det tidiga universum nästan saknar helium. Det är inte dåligt om vi koncentrerar oss på vatten som representeras av väte och syre. Med en mindre svag kraft försvinner neutron långsammare och bildar en stor mängd helium. För att väte ska överleva utan införlivning i större atomkärnor måste den andra grundläggande konstanten vara mindre. Det vill säga, förhållandet mellan baryoner, inklusive protoner och neutroner, till fotoner från vilka ljus görs måste minskas.
Svag kraft påverkar också hur stjärnorna häller väte i heliumatomer, vilket kan påverka ljusa, röda heta och stora långlivade stjärnor. Dessutom kontrollerar en svag kraft hur ofta neutrinos interagerar med vanlig materia, vilket påverkar processen för att tömma energi från stella interiörer.
Universer med svagare kraft hade b stjärnor med en stor mängd deuterium (en väteatom med en ytterligare neutron i kärnan). Sådana föremål skulle vara stora, ljusa och röda. I universum med starkare svag kraft var stjärnorna utrustade med en stor mängd helium-3 (en heliumatom som frisatte en neutron från kärnan). De skulle överskrida ljusstyrkan och diametern hos stjärnorna i vårt universum. Men vid samma temperaturer skulle de ha levt mycket mindre. Forskare tror att stjärnorna i alternativa universum är lite annorlunda från våra, men deras temperaturer, storlekar, ljusstyrka och livslängd ger fortfarande möjlighet att leva på planeterna. I vissa universum skulle stjärnorna passera genom en mer komplex evolutionär cykel, men resultaten tyder på att universum har många sätt att skapa och upprätthålla livet. Framtida forskning kommer att hjälpa till att utforska andra möjliga universer med olika befogenheter och lagar.
