Lumea pentru noi

Fizicienii și filosofii au formulat așa-numitele principii antropice [11]. Unul dintre ele - un principiu puternic antropic - spune: "Legile universului ar trebui să fie de natură să permită dezvoltarea unei vieți inteligente, pe care le formulează aceste legi". De fapt, în această formulare, acest principiu nu își asumă nici o sarcină epistemologic, care este, stabilește limitele cunoștințelor noastre și este echivalentă cu recunoașterea existenței Marii accident sau Marea Intentia. În opinia mea, este mult mai interesant și semnificativ principiul antropic slab: „Observarea acestui set de lumi constante de mai mult decât probabil mai probabil ca un set de constante duce la observatori.“







De fapt, există date observaționale (deși nu sunt pe deplin confirmate) că structura fină constantă [12] sa schimbat în timpul existenței universului pentru sute de mii. Acest lucru poate însemna că, dincolo de orizontul cosmologic, poate fi diferit și mult mai puternic.

Este interesant faptul că formularea slabă a principiului antropic poate fi folosită pentru a prezice ceva, folosind faptul că existența noastră este una dintre datele observaționale.

Să luăm în considerare un exemplu. Nucleul majorității elementelor chimice (toate sunt mai grele decât heliul) se formează în stele. Aceste reacții apar aproximativ ca acestea. La fuziunea nucleilor de hidrogen (reacția termonucleară) se formează heliu. Trei nuclee de heliu se îmbină în carbon. Concentrația de heliu scade și, în consecință, atât temperatura, cât și presiunea care se opune gravitării. Atunci gravitatea începe să comprime steaua și temperatura crește din nou. Următoarea etapă a reacției începe și apare un nou element: fuziunea carbonului și a heliului dă oxigen. Astfel de cicluri stelare sunt repetate în stea de multe ori și produc toată substanța pe care o vedem. Se crede că, o dată în locul Soarelui a fost o stea mai mare diferite, care a ars, a explodat ca o supernova, explozia și a materialului împrăștiate format soarele și planeta noastră. Toată bogăția noastră de elemente chimice este produsul activității vitale a acestei stele vechi. Fierul, oxigenul și siliciul, din care se compune în principiu Pământul, este pur și simplu cel mai eficient produs finit de fuziune a nucleelor ​​din interiorul acestui protostar.

Dacă vă uitați la graficul dependenței energiei obligațiunilor nucleare de numărul ordinal al elementului din tabelul periodic, se poate observa că fierul este într-adevăr produsul cel mai probabil al arderii stelare. Aurul este departe de cel optim, deci aurul din universul nostru va fi un element rar.

În scenariul destul de subțire descris de formarea elementelor chimice, există o problemă: pentru a forma elemente grele, este necesar să se formeze un carbon - așa-numitul gât de carbon. Dar reacția fuziunii heliului cu nucleul de carbon este foarte slabă. Pentru ca această reacție să continue, este necesar ca cele trei nuclee de heliu să apară simultan în același punct. Este intuitiv clar că acest lucru este foarte puțin probabil. Probabilitatea ca cele două nuclee să se afle în același punct este mare, dar este aproape de necrezut că al treilea nucleu va fi, de asemenea, în același punct. Până în 1952, a devenit clar că această reacție a fost extrem de puțin probabilă și că pur și simplu nu au existat alte reacții care să conducă la formarea de carbon. Pe de altă parte, există: existența noastră poate fi privită ca un fapt experimental, din care rezultă că carbonul trebuie să existe. Pe baza acestui fapt, Fred Hoyle a prezis în 1953 că ar trebui să existe un nivel de energie rezonant al nucleului de carbon, prin care reacția devine posibilă. În estimarea valorii figurate de 7,7 MeV, iar un an mai târziu, rata a fost de fapt deschis, și a fost ușor mai mică, 7,66 MeV - o uimitoare coincidență (MeV = 106 eV - o unitate de măsură a energiei fizicii nucleare).







Lumea pentru noi

Rezonanța este un lucru foarte simplu pe care îl observăm și îl folosim în mod constant. De exemplu, leagăn pe un leagăn, trebuie să vă îndoiți și să vă dezbinați picioarele la timp. În timp - atunci trebuie să ajungeți la bătaie. Hit în tact și există o rezonanță. Dacă vă dați în mod corect eforturile, amplitudinea oscilațiilor crește. Dacă un astfel de nivel de rezonanță este prezent în nucleele de carbon, dacă energia celor trei nuclee este selectată în mod corect și cade în vârfurile rezonante, atunci reacția merge bine. Dacă nu, atunci merge prost. Sa dovedit că în cazul producerii de carbon fără rezonanță este indispensabilă.

Dar aceasta nu este întreaga poveste. Următoarea reacție este prelucrarea carbonului și a heliului în oxigen - nu mai este rezonantă. Sa dovedit că rezonanța oxigenului în zeci de procente este diferită de energia totală a carbonului și a heliului. Dacă această reacție ar fi rezonantă, atunci tot carbonul ar arde. În natură, nu ar exista carbon, ci oxigen și elemente mai grele. Poate că ar exista o viață de siliciu. Dar viața noastră cu carbon este, de asemenea, un fapt izbitoare. Din nou, totul a fost decis de raportul subtil al numerelor.

O altă problemă, a cărei rezolvare poate fi abordată din punctul de vedere al principiului antropic, este legată de așa-numita constantă cosmologică. Cei care sunt interesați sau se uită la paginile de internet legate de fizică ar fi putut auzi despre energia întunecată și despre constanța cosmologică. Problema este după cum urmează. În mecanica obișnuită Newtoniană, energia poate fi calculată din orice nivel: de la nivelul mării, de la masă, de la podea - de la orice, numai diferența de energie este importantă. Acest lucru este valabil pentru toate teoriile fizice, cu excepția celei singure: teoria gravitației lui Einstein. Din celebra formulă E = mc? rezultă că energia este o masă capabilă să atragă o altă masă, iar această atracție nu depinde de diferența de energie, ci de valoarea absolută a acesteia. Deci, este foarte important, de la ce nivel vom număra energia din univers. Într-un vid - o stare cu cea mai mică energie - nu va fi neapărat o energie egală cu zero. Această energie de vid este numită constanta cosmologică și este marcată printr-o literă. Contribuie la densitatea totală de energie din univers și depinde de valoarea acestei densități, indiferent dacă universul se va extinde infinit sau, dimpotrivă, se va prăbuși într-un punct.

Constanta cosmologică ar putea fi zero - ar fi frumos. O asemenea valoare a constantei cosmologice poate fi explicată prin simetrie (încă necunoscută). Cu toate acestea, dacă presupunem că nu există mecanisme, estompate constantă cosmologică, o simplă evaluare dimensională arată că, în acest caz cea mai mare valoare „naturală“ de 120 de comenzi (pe unitate de o sută douăzeci de zerouri!) Depășește densitatea materiei [13] în Univers . Dacă constanta cosmologică este de fapt așa, universul se va umfla instantaneu până la o dimensiune gigantică. Atât de gigantic încât densitatea materiei ar deveni mai puțin decât un nucleon în întreaga parte vizibilă a universului. Este clar că nu se poate pune problema unei vieți într-un astfel de univers.

În 1987, câștigătorul premiului Nobel, Stephen Weinberg. bazat pe principiul antropic, și anume bazându-se pe existența unor galaxii a arătat că, dacă constanta cosmologică nu este zero, nu poate fi mult mai mare decât densitatea materiei din univers. În caz contrar, galaxiile pur și simplu nu se vor forma, nu vor exista stele și nu vor exista cosmologi.

Lumea pentru noi

Stephen Weinberg - genul. 1933 - Fizician american, câștigător al Premiului Nobel (împreună cu Sheldon Lee Glashow și Abdus Salam) pentru crearea unei teorii unificate a interacțiunii electroweak. În limba rusă, am publicat cărțile științifice populare ale lui Weinberg, Primele trei minute și visele teoriei finale.

"Aparent, viața în general nu a putut fi organizată și a existat cu o serie de dimensiuni diferite de cele trei, și am avut norocul cu cele trei dimensiuni ale noastre".

Distribuiți această pagină







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: