Кои са най-добрите условия за живот? Изследване на Мултивселената може да ни помогне да разберем

Дали нашата вселена е единствената, която съществува, или може да има още и отвъд нея? Дали тя е само една от безброй други вселени, всички заедно в една всеобхватна мултивселена? И ако има други, какви биха били те? Могат ли да бъдат обитаеми?

Това може да ви се сторят като слабо необходими въпроси, но всъщност не са толкова безумни, колкото звучат.

Учените са проучвали какви биха могли да бъдат другите части на мултивселената – и какво могат да ни кажат тези хипотетични съседни вселени за условията, които правят живота възможен и как се появяват те.

Хипотетични вселени

Някои физици твърдят, че изблика на бързо разширяване в космическата зора, известен като космическата инфлация, прави някаква форма на мултивселена неизбежна – нашата, тоест, би била само една от многото.

В тази теория всяка нова вселена се реализира от кипящия фон на космическата инфлацията и развива своя собствена уникална комбинация от физически закони.

Ако тези физически закони са подобни на нашите, тогава ще можем ги посетим. Поне на теория…

В нашата вселена физиката се ръководи от правила, които ни казват как нещата трябва да си взаимодействат, и константи на природата, като скоростта на светлината, които диктуват силите на тези взаимодействия. И така, можем да си представим хипотетични вселени, в които променяме тези свойства и изследваме последствията в рамките на математически уравнения.

Това може да звучи просто, но правилата, с които работим, са основният състав на Вселената все пак. Ако си представим вселена, в която, да речем, електронът е сто пъти по-тежък, отколкото в нашата, тогава какви биха били последствията за звездите, планетите и дори живота?

Какво му трябва на живота?

Наскоро учените се заемат с този въпрос в поредица от изследвания, в които разглеждат обитаемостта на мултивселената. Разбира се, обитаемостта е сложна концепция, но те смятат, че животът изисква няколко конкретни съставки, за да тръгне.

Сложността именно е една от тези съставки. За живота на Земята тя идва от елементите на периодичната таблица, които могат да бъдат смесени и подредени в безброй различни молекули. Ние сме живи молекулярни машини.

Но стабилната среда и постоянният поток от енергия също са от съществено значение. Не е изненадващо, че животът на Земята е започнал на повърхността на скалиста планета, с изобилие от химически елементи, окъпана в светлината на дълголетна стабилна звезда.

Промяна на фундаменталните сили

Съществуват ли подобни среди в обхвата на мултивселената? Tеоретичното им изследване започва с поглед конкретно върху изобилието от химични елементи.

В нашата вселена, с изключение на първичния водород и хелий, образувани при Големия взрив, всички елементи възникват чрез живота на звездите. Те се генерират или чрез ядрените реакции в ядрата им, или когато масивна звезда се разкъсва сама на парчета в края на живота си.

Всички тези процеси се управляват от четирите фундаментални сили във Вселената. Гравитацията притиска звездното ядро, задвижвайки го до огромни температури и плътности. Електромагнетизмът се опитва да раздели атомните ядра, но ако успеят да се приближат достатъчно, мощната ядрена сила може да ги свърже в нов елемент. Дори слабата ядрена сила, която може да превърне протон в неутрон, играе важна роля в запалването на звездната пещ.

Масите на фундаменталните частици, като електрони и кварки, също могат да играят важна роля.

Така че, за да се изследват тези хипотетични вселени, се нужни много променливи, които да се коригират. Промените във фундаменталната закони на вселена преминават след това и в останалата част от физиката.

Баланс въглерод-кислород

За да се справим с огромната сложност на този проблем, учените нарязват различните части от физиката на по-малки, по-удобни за работа парчета: звезди и атмосфери, планети и тектоника, произхода на живота и т.н. И след това събират парчетата заедно, за да разкажат обща история за обитаемостта в мултивселената.

Получава се сложна картина. Някои фактори могат силно да повлияят на обитаемостта на една вселена. Например, съотношението на въглерод към кислород – нещо, което се определя от конкретна верига от ядрени реакции в сърцето на звезда – изглежда особено важно.

Ако стойността е твърде далече от тази в нашата вселена, където има приблизително равни количества от двата елемента, среда би била изключително неблагоприятна за възникване и развитие на живот.

Но изобилието от други елементи изглежда не е толкова важно. Стига да са стабилни, което зависи от баланса на основните сили, те могат да играят ключова роля в градивните елементи на живота.

Още сложност

За сега е приложен само широкообхватен подход, с който да се разгадае обитаемостта на мултивселената. Освен това, за да се направи проблемът управляем, трябва да се използват няколко теоретични преки пътища и приближения. Така че учените са само на първия етап от разбирането на условията за живот в мултивселената.

В следващите стъпки трябва да се разгледа пълната сложност на алтернативната физика на други вселени. Ще трябва да се разбере влиянието на фундаменталните сили в малък мащаб и да се екстраполират в голям мащаб, върху формирането на звезди и евентуално планетите.

Идеята за мултивселената все още е само хипотеза, идея, която предстои да бъде тествана. Всъщност все още не се знае дали това е идея, която въобще може да бъде тествана.

И не се знае дали физическите закони могат да бъдат различни в мултивселената и ако са, колко различни могат да бъдат.

Може да сме в началото на едно пътуване, което ще разкрие крайното ни място в безкрайността – или може да се насочим към научна задънена улица.