Theoretiker haben gezeigt, dass eine schwache Interaktion nicht notwendig ist, damit das Universum stabil bleibt, Sterne darin leuchten, Planeten und sogar Leben darin erscheinen.
Die Vielfalt der Teilchenwechselwirkungen in unserer Welt ist auf die Wirkung von vier Grundkräften reduziert: Schwerkraft und Elektromagnetismus sowie starke nukleare Wechselwirkungen (dank derer die Atomkerne stabil bleiben) und schwach (die für den radioaktiven Zerfall und die Umwandlung von Neutronen in Protonen, Elektronen und Neutrinos verantwortlich sind). Und wenn die Hypothese der Existenz unzähliger Universen wahr ist, in denen andere Gesetze der Physik wirken können, dann können andere Welten ohne die eine oder andere Art von fundamentalen Kräften sein.
Berechnungen zeigen, dass weit entfernt von all diesen Universen stabile Welten weit entfernt von allen stabilen Welten Sterne usw. hervorbringen können. Die Physik unserer Welt kann ein äußerst seltener oder sogar einzigartiger Fall sein, in dessen Struktur letztendlich Leben erscheinen und sich entwickeln kann ihr. Neuere theoretische Arbeiten zeigen jedoch, dass schwache Wechselwirkungen hierfür als optional angesehen werden können.
Bereits 2006 haben Stanford-Physiker gezeigt, dass ein Universum ohne schwache Stärke durchaus existieren und ziemlich stabil bleiben kann. Die Autoren eines neuen Artikels, der in der Online-Preprint-Bibliothek von arXiv.org vorgestellt wird, kommen zu dem Schluss, dass eine solche Welt sogar Sterne, schwere Elemente und langfristig Leben produzieren kann.
Fred Adams und seine Kollegen an der Universität von Michigan simulierten den Urknall und die Geburt eines Universums ohne schwache Atomkräfte. Dank ihm besteht unsere eigene Welt hauptsächlich aus Protonen, Wasserstoffkernen, die nach dem Beta-Zerfall von Neutronen übrig bleiben. In den Tiefen der Sterne treten sie in thermonukleare Reaktionen ein und bilden immer schwerere Elemente, die im gesamten Universum transportiert werden. Sie füllen sie mit Material, um neue Sterne, Planeten und letztendlich Sie und mich zu bilden.
In einem Universum, in dem es keine schwache Wechselwirkung gibt, sammeln sich Neutronen an, ohne zu zerfallen. In einer solchen Welt sollte es einen Mangel an schweren Elementen geben, aber er kann existieren und anscheinend sogar das Leben unterstützen. Simulationen von Adams und seinen Co-Autoren zeigten, dass es dafür nur notwendig ist, die Anfangsbedingungen für die Entstehung des Universums geringfügig zu korrigieren, damit es mit weniger Neutronen und mehr freien Protonen beginnt als bei uns.
In diesem Fall können sie sich unter Bildung von Deuteriumkernen, schwerem Wasserstoff, rekombinieren. Es kann auch an thermonuklearen Transformationen teilnehmen und seine Reaktionen setzen mehr Energie frei, sodass die Sterne dieser Welt heißer und heller sein sollten als unsere. Trotzdem sind sie durchaus in der Lage, die gesamte Palette schwerer Elemente, einschließlich Eisen, zu produzieren und sie mit dem Sternwind durch den Weltraum zu tragen.
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Natürlich unterscheiden sich sowohl das Wasser als auch die Mineralien der Planeten, die unter Einbeziehung von Deuterium gebildet werden, in ihren Eigenschaften geringfügig von unseren "Analoga". Es ist unwahrscheinlich, dass Lebewesen aus unserem Universum dort überleben können, aber wenn sich das Leben in der Welt selbst entwickelt hat, gefüllt mit Neutronen und ohne schwache Interaktion, muss es an diese für uns seltsamen Bedingungen angepasst werden.
Sergey Vasiliev
