Życie na ziemi zadziwia swoją różnorodnością. Całkiem niedawno naukowcy odkryli ponad 5 tysięcy nowych gatunków zamieszkujących głębiny oceanów.
A i tak wiadomo, że gdzieś na naszej planecie, żyją nieznane nam jeszcze stwory. Szczególnie organizmy zamieszkujące głębiny oceanów wyglądają, jakby były z innej planety. Postaci zaludniające statek kosmiczny Enterprise w „Star Treku” wyglądają przy nich wyjątkowo znajomo i człekokształtnie.
Ale naukowcom nie wystarcza poszukiwanie najdziwniejszych przejawów życia na Ziemi, ani nawet poza nią. Grupa fizyków z MIT (Massachusetts Instytut of Technology) badała możliwość istnienia życia w… innych, równoległych kosmosach, w których obowiązują inne prawa fizyczne. Takie jak choćby masy cząstek elementarnych, albo wartości sił łączących cząstki wewnątrz jadra atomowego. W pracy opublikowanej w Scientific American Robert Jaffe, Alexandro Jenkins i Tamar Kimchi pokazują, że nawet w takich dziwnych wszechświatach oparte na wodorze, węglu i tlenie życie ma szansę powstać.
Współczesna kosmologia zakłada, że poza naszych Wszechświatem, w którym obowiązują ściśle określone prawa fizyczne, możliwe jest, że istnieje skończona, aczkolwiek niewyobrażalnie wielka liczba kosmosów rówoległych. Mogą one powstawać i znikać. Jeśli siły działające w tym kosmosie odpowiedzialne za „łączenie” ze sobą cząstek elementarnych są za słabe, nigdy nie utworzy się tam materia, nie powstaną galaktyki i gwiazdy. Jeśli są zbyt silne kosmos taki bardzo szybko zapadnie się. Jednak jeśli przypadkiem prawa fizyczne pozwolą na stabilność takiego wszechświata, możliwe jest, że powstanie tam życie.
Badacze z MIT założyli, że życie takie powinno być oparte jest na trzech pierwiastkach, wodorze, węglu i tlenie. Te trzy składniki były niezbędne by powstało życie na Ziemi. Badano czy w kosmosie, w którym obowiązują inne prawa fizyczne, ale jest on stabilny mogą powstać owe pierwiastki. A w konsekwencji czy może powstać tam inteligentne życie.
Okazało się, że tak.
Niektórzy fizycy uważają, że prawa fizyki są „antropiczne”. Życie nie mogłoby powstać, gdyby były inne. A skoro nie mogłoby powstać, nikt nie mógłby ich „zauważyć” i badać. Naukowcy z MIT uznali, że takie podejście jest nieco na wyrost, bo założenie, że kosmos powstał po to by pojawił się w nim człowiek wydaje się być nieco fantastyczne. Można sobie wyobrazić, że życie powstało w zupełnie innych warunkach, gdzie działają inne siły łączące cząstki w atomach, a życie opiera się pierwiastkach powstałych w wyniku ich działaniach, które mają inne właściwości niż węgiel, tlen i wodór. Ale na przykład takie jak krzem, chlor i wodór. A dokładniej ich odpowiedniki w równoległym wszechświecie. To jest jednak czysta fantastyka.
Atomy. W innych wszechśwaiatach materia może być inaczej zbudowana
źr. wikipediaRównoległe wszechświaty, które teoretycznie rozważali naukowcy z MIT miały mimo innych praw pozwalać wytworzyć „nasze” budulce życia. Analizowali co by się stało gdyby zmienić nieco wartości mas podstawowych cząstek elementarnych, czyli kwarków. Z kwarków zbudowane są takie cząstki, jak neutrony i protony oraz elektrony, a z nich atomy. Z kwarków, dolnego, górnego i dziwnego zbudowane są protony, neutrony, oraz blisko z nimi związane cząstki zwane hiperonami.
W naszym wszechświecie dolny kwark jest prawie dwa razy cięższy niż górny, co powoduje, że neutrony są o około 0.1% cięższe niż protony. W modelu Jaffe i kolegów kwark dolny był lżejszy od górnego, co spowodowało, że proton był o około 1% cięższy od neutrona. W takim modelu wodór nie mógłby powstać. Ale jego cięższe izotopy, deuter i tryt owszem. Podobnie rzecz miałaby się z węglem (stabilny byłby węgiel C-14) i z tlenem. A zatem, twierdzą naukowcy związki chemii organicznej mogłyby powstać, czyli życie też.
Inne kombinacje masy kwarków również pozwalały na powstanie budulców życia. Badano „wersje” wszechświatów, w których kwarki górny i dziwny miały zbliżoną masę, a dolny był znacznie lżejszy. W takim wszechświecie atomy powstawałyby z neutronów, a zamiast protonów w skład atomowych jąder wchodziłyby hiperony „sigma minus”.
Naukowcy badali scenariusze zależne od różnych mas kwarków. – Każda próba spojrzenia na problem w szerszym kontekście byłaby bardzo trudna do analizy – mówi Jaffe. Jednoczesna zmiana innych stałych fizycznych niezwykle komplikowała obraz.
Jednak grupa naukowców z Lawrence Berkeley National Laboratory stworzyła podobny model równoległego wszechświata, w którym zamiast manipulować masami kwarków założyli, że nie „działa” jedna z sił – słabe oddziaływanie jądrowe. Odpowiada ona za reakcje zamiany neutronów w protony i odwrotnie. Okazało się, że manipulując pozostałymi siłami można wyobrazić sobie powstanie stabilnych cząstek, nawet przy braku słąbego oddziaływania.
Oba przytoczone „eksperymenty” różnią się od dotychczasowych rozważań na temat równoległych wszechświatów i możliwości powstania tam życia. Do tej pory bowiem z reguły analizowano zmianę tylko jednej stałej. To powodowało, że „wychodziły” naukowcom niestabilne i nieodpowiednie dla „życia” kosmosy. – mówi profesor fizyki z Caltechu Mark Wise.
Prof. Wise, który nie brał udziału w opisywanych badaniach, zajmował się jedną ze stałych w kosmosie, która wydaje się bardzo precyzyjnie ustalona przez naturę, a mianowicie wartością ciśnienia próżni. To od niej zależy czy kosmos się będzie rozszerzał czy kurczył. Gdyby jej początkowa wartość była zbyt duża nasz kosmos zbyt szybko by się rozszerzał i nigdy nie powstały gwiazdy ani galaktyki. Okazało się jednak, że i w tym przypadku zmiany nierównomierności pierwotnej gęstości kosmologicznej mogą zniwelować różnice w ciśnieniu próżni.
Pewnym pocieszeniem dla obawiających się ataku kosmitów z innych wszechświatów może być fakt, że do inwazji deuterowych stworów raczej nie dojdzie, ponieważ nie mamy żadnej możliwości obserwowania równoległych wszechświatów. A tym bardziej ich odwiedzenia. Badania takie służą jednak lepszemu zrozumieniu natury naszego wszechświata i ograniczeniu nieco naszego antropocentryzmu.
Andrzej Szozda
Źr physorg, wikipedia.
