Kunnen sterren in alternatieve universums met verschillende fysieke constanten potentieel leefbare planeten hebben?
Wat zouden de sterren in andere universums kunnen zijn? Wetenschappers hebben ontdekt dat stersystemen, waar de kracht van radioactief verval sterker of zwakker is dan in onze ruimte, geschikte plaatsen voor het leven kunnen hebben.
De natuurwetten in ons universum omvatten een aantal fundamentele constanten, zoals de snelheid van het licht. Maar veel wetenschappelijke modellen laten je toe om een breed scala van universums te creëren, het multiversum genoemd, waar de wetten van de fysica kunnen verschillen. Voorheen dachten veel onderzoekers dat voldoende grote verschillen in de natuurwetten zouden leiden tot levenloze universums, daarom zouden slechts kleine variaties in fundamentele constanten mogen worden toegestaan. Om dit idee te ontwikkelen, bestudeerden astrofysici de universums waar de kernkrachten anders zouden kunnen zijn.
Natuurlijk hebben we geen exact bewijs voor het bestaan van andere universums. Als ze dat zijn, kunnen we ze nog steeds niet bekijken. Maar zo'n gedachte-experiment zal de fundamentele vraag beantwoorden: "Moet ons universum zijn zoals het is, en zo ja, waarom?".
Wetenschappers hebben zich gericht op de interactie, die bekend staat als zwakke kernkracht. Het is verantwoordelijk voor radioactief verval, bijvoorbeeld, zorgt ervoor dat neutronen vervallen in protonen, elektronen en elektrisch neutrale deeltjes (elektronen neutrino's). Een manier om de aanleg van het universum tot leven te meten, is door vloeibaar water op het oppervlak van werelden te detecteren. Eerdere studies hebben aangetoond dat een universum waar een zwakke kracht volledig afwezig is, nog steeds als leefbaar kan worden beschouwd. In de nieuwe analyse overwogen wetenschappers een scenario waarin zwakke kracht aanwezig was, maar zwakker dan in de onze, evenals gevallen waarin het sterker bleek te zijn. De bevindingen suggereren dat neutronen sneller zullen verval- len in universums met een sterkere zwakke kracht, daarom is het vroege universum bijna verstoken van helium. Het is niet slecht als we ons concentreren op water dat wordt vertegenwoordigd door waterstof en zuurstof. Met een kleinere zwakke kracht gaan neutronen langzamer achteruit en vormen ze een grote hoeveelheid helium. Opdat waterstof zou overleven zonder opname in grotere atoomkernen, moet de andere fundamentele constante kleiner zijn. Dat wil zeggen, de verhouding van baryonen, inclusief protonen en neutronen, tot de fotonen waaruit het licht is gemaakt, moet worden verminderd.
Zwakke kracht beïnvloedt ook hoe sterren waterstof in heliumatomen gieten, wat invloed kan hebben op heldere, gloeiend hete en grote langlevende sterren. Bovendien bepaalt een zwakke kracht hoe vaak neutrino's interageren met gewone materie en het proces van uitputting van energie van sterreninterieurs beïnvloedt.
Universums met een zwakkere kracht hadden b-sterren met een grote hoeveelheid deuterium (een waterstofatoom met een extra neutron in de kern). Dergelijke objecten zouden groot, helder en rood zijn. In de universums met een sterkere zwakke kracht waren de sterren begiftigd met een grote hoeveelheid helium-3 (een heliumatoom dat een neutron uit de kern vrijgeeft). Ze zouden de helderheid en diameter van de sterren in ons universum overschrijden. Maar bij dezelfde temperaturen woonden ze een stuk minder. Onderzoekers geloven dat de sterren in de alternatieve universa een beetje anders zijn dan de onze, maar hun temperaturen, afmetingen, helderheid en levensduur bieden nog steeds de mogelijkheid van leven op de planeten. In sommige universums zouden sterren een complexere evolutionaire cyclus doormaken, maar de bevindingen suggereren dat het universum vele manieren heeft om het leven te creëren en te ondersteunen. Toekomstig onderzoek zal helpen bij het verkennen van andere mogelijke universums met verschillende machten en wetten.
