Ο όχι και τόσο καλός συντονισμός του Σύμπαντος
Πριν υπάρξει ζωή, πρέπει να υπάρχει δομή. Το σύμπαν μας συνέθεσε ατομικούς πυρήνες νωρίς στην ιστορία του. Αυτοί οι πυρήνες παγίδευσαν ηλεκτρόνια για να σχηματίσουν άτομα. Αυτά τα άτομα συσσωματώθηκαν σε γαλαξίες, αστέρια και πλανήτες. Επιτέλους, τα ζωντανά πράγματα είχαν μέρη να αποκαλούν σπίτι. Θεωρούμε δεδομένο ότι οι νόμοι της φυσικής επιτρέπουν το σχηματισμό τέτοιων δομών, αλλά αυτό δεν ήταν απαραίτητο.
Τις τελευταίες δεκαετίες, πολλοί επιστήμονες υποστήριξαν ότι, αν οι νόμοι της φυσικής ήταν έστω και ελαφρώς διαφορετικοί, το σύμπαν θα στερούνταν πολύπλοκων δομών. Παράλληλα, οι κοσμολόγοι έχουν συνειδητοποιήσει ότι το σύμπαν μας μπορεί να είναι μόνο ένα συστατικό του πολυσύμπαντος, μιας τεράστιας συλλογής συμπάντων που αποτελεί μια πολύ μεγαλύτερη περιοχή του χωροχρόνου. Η ύπαρξη άλλων συμπάντων παρέχει μια ελκυστική εξήγηση για τη φαινομενική τελειοποίηση των νόμων της φυσικής. Αυτοί οι νόμοι διαφέρουν από σύμπαν σε σύμπαν και ζούμε σε ένα σύμπαν που επιτρέπει παρατηρητές επειδή δεν μπορούσαμε να ζήσουμε πουθενά αλλού.
Οι αστροφυσικοί έχουν συζητήσει τόσο πολύ τη λεπτομέρεια που πολλοί άνθρωποι το θεωρούν δεδομένο ότι το σύμπαν μας είναι προγενέστερα κατάλληλο για πολύπλοκες δομές. Ακόμη και οι σκεπτικιστές του πολυσύμπαντος δέχονται τη λεπτή ρύθμιση. Απλώς πιστεύουν ότι πρέπει να έχει κάποια άλλη εξήγηση. Αλλά στην πραγματικότητα η λεπτομέρεια δεν αποδείχθηκε ποτέ αυστηρά. Δεν γνωρίζουμε πραγματικά ποιοι νόμοι της φυσικής είναι απαραίτητοι για την ανάπτυξη αστροφυσικών δομών, οι οποίες με τη σειρά τους είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη της ζωής. Πρόσφατες εργασίες σχετικά με την αστρική εξέλιξη, την πυρηνική αστροφυσική και το σχηματισμό δομών υποδηλώνουν ότι η υπόθεση της λεπτομέρειας είναι λιγότερο συναρπαστική από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως. Μια μεγάλη ποικιλία πιθανών συμπάντων θα μπορούσε να υποστηρίξει τη ζωή. Το σύμπαν μας δεν είναι τόσο ιδιαίτερο όσο μπορεί να φαίνεται.
Ο πρώτος τύπος λεπτομέρειας περιλαμβάνει τις δυνάμεις των θεμελιωδών δυνάμεων της φύσης στα άστρα που εργάζονται. Εάν η ηλεκτρομαγνητική δύναμη ήταν πολύ ισχυρή, η ηλεκτρική απώθηση των πρωτονίων θα απέκλειε την πυρηνική σύντηξη στους αστρικούς πυρήνες και τα αστέρια δεν θα έλαμπαν. Εάν ο ηλεκτρομαγνητισμός ήταν πολύ αδύναμος, οι πυρηνικές αντιδράσεις θα ξεπερνούσαν τον έλεγχο και τα αστέρια θα ανατινάζονταν σε θεαματικές εκρήξεις. Εάν η βαρύτητα ήταν πολύ ισχυρή, τα αστέρια είτε θα κατέρρεαν σε μαύρες τρύπες είτε δεν θα αναφλεγούν ποτέ.
Σε πιο προσεκτική εξέταση, όμως, τα αστέρια είναι εξαιρετικά ισχυρά. Η ισχύς της ηλεκτρικής δύναμης θα μπορούσε να ποικίλλει κατά ένα συντελεστή σχεδόν 100 προς κάθε κατεύθυνση προτού τεθούν σε κίνδυνο οι αστρικές λειτουργίες. Η δύναμη της βαρύτητας θα έπρεπε να είναι 100.000 φορές ισχυρότερη. Πηγαίνοντας προς την άλλη κατεύθυνση, η βαρύτητα θα μπορούσε να είναι ένα δισεκατομμύριο φορές πιο αδύναμη και να εξακολουθεί να επιτρέπει την ύπαρξη αστεριών που λειτουργούν. Οι επιτρεπόμενες αντοχές για τις βαρυτικές και ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις εξαρτώνται από τον ρυθμό της πυρηνικής αντίδρασης, ο οποίος με τη σειρά του εξαρτάται από τις δυνάμεις των πυρηνικών δυνάμεων. Εάν ο ρυθμός αντίδρασης ήταν ταχύτερος, τα αστέρια θα μπορούσαν να λειτουργήσουν σε ένα ακόμη μεγαλύτερο εύρος δυνάμεων για τη βαρύτητα και τον ηλεκτρομαγνητισμό. Οι πιο αργές πυρηνικές αντιδράσεις θα μείωναν το εύρος.
Εκτός από αυτές τις ελάχιστες επιχειρησιακές απαιτήσεις, τα αστέρια πρέπει να πληρούν έναν αριθμό άλλων περιορισμών που περιορίζουν περαιτέρω την επιτρεπόμενη δύναμη των δυνάμεων. Πρέπει να είναι ζεστά. Η θερμοκρασία της επιφάνειας ενός αστεριού πρέπει να είναι αρκετά υψηλή ώστε να οδηγεί τις χημικές αντιδράσεις που είναι απαραίτητες για τη ζωή. Στο σύμπαν μας, υπάρχουν άφθονες περιοχές γύρω από τα περισσότερα αστέρια όπου οι πλανήτες είναι αρκετά θερμοί, περίπου 300 Κέλβιν, για να υποστηρίξουν τη βιολογία. Σε σύμπαντα όπου η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι ισχυρότερη, τα αστέρια είναι πιο δροσερά, γεγονός που τα καθιστά λιγότερο φιλόξενα.
Τα αστέρια πρέπει επίσης να έχουν μεγάλη ζωή. Η εξέλιξη των πολύπλοκων μορφών ζωής λαμβάνει χώρα σε τεράστια χρονικά διαστήματα. Δεδομένου ότι η ζωή καθοδηγείται από ένα σύνθετο σύνολο χημικών αντιδράσεων, το βασικό ρολόι για τη βιολογική εξέλιξη ορίζεται από τις χρονικές κλίμακες των ατόμων. Σε άλλα σύμπαντα, αυτά τα ατομικά ρολόγια θα χτυπούν με διαφορετικούς ρυθμούς, ανάλογα με την ισχύ του ηλεκτρομαγνητισμού, και αυτή η διακύμανση πρέπει να ληφθεί υπόψη. Όταν η δύναμη είναι πιο αδύναμη, τα αστέρια καίνε το πυρηνικό τους καύσιμο πιο γρήγορα και η διάρκεια ζωής τους μειώνεται.
Τέλος, τα αστέρια πρέπει να μπορούν να σχηματιστούν εξαρχής. Προκειμένου οι γαλαξίες και, αργότερα, τα αστέρια να συμπυκνωθούν από το αρχέγονο αέριο, το αέριο πρέπει να μπορεί να χάσει ενέργεια και να κρυώσει. Ο ρυθμός ψύξης εξαρτάται (και πάλι) από την ισχύ του ηλεκτρομαγνητισμού. Εάν αυτή η δύναμη είναι πολύ ασθενής, το αέριο δεν μπορεί να κρυώσει αρκετά γρήγορα και θα παραμείνει διάχυτο αντί να συμπυκνωθεί σε γαλαξίες. Τα αστέρια πρέπει επίσης να είναι μικρότερα από τους γαλαξίες-ξενιστές τους - διαφορετικά ο σχηματισμός αστεριών θα ήταν προβληματικός. Αυτά τα αποτελέσματα θέτουν ένα άλλο χαμηλότερο όριο στην ισχύ του ηλεκτρομαγνητισμού.
Συνδυάζοντας τα όλα μαζί, οι δυνάμεις των θεμελιωδών δυνάμεων μπορεί να ποικίλλουν κατά πολλές τάξεις μεγέθους και να επιτρέπουν στους πλανήτες και τα αστέρια να ικανοποιούν όλους τους περιορισμούς (όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα). Οι δυνάμεις δεν είναι τόσο καλά συντονισμένες όσο νομίζουν πολλοί επιστήμονες.
Ένα δεύτερο παράδειγμα πιθανής μικρορύθμισης προκύπτει στο πλαίσιο της παραγωγής άνθρακα. Αφού τα μέτρια μεγάλα αστέρια έχουν συντήξει το υδρογόνο στους κεντρικούς πυρήνες τους σε ήλιο, το ίδιο το ήλιο γίνεται το καύσιμο. Μέσα από ένα περίπλοκο σύνολο αντιδράσεων, το ήλιο καίγεται σε άνθρακα και οξυγόνο. Λόγω του σημαντικού ρόλου τους στην πυρηνική φυσική, οι πυρήνες ηλίου έχουν ένα ειδικό όνομα:σωματίδια άλφα. Οι πιο συνηθισμένοι πυρήνες αποτελούνται από ένα, τρία, τέσσερα και πέντε σωματίδια άλφα. Ο πυρήνας με δύο σωματίδια άλφα, το βηρύλλιο-8, απουσιάζει εμφανώς και για έναν καλό λόγο:είναι ασταθής στο σύμπαν μας.
Η αστάθεια του βηρυλλίου δημιουργεί σοβαρό εμπόδιο για τη δημιουργία άνθρακα. Καθώς τα αστέρια συγχωνεύουν πυρήνες ηλίου για να γίνουν βηρύλλιο, οι πυρήνες του βηρυλλίου σχεδόν αμέσως διασπώνται πίσω στα συστατικά τους μέρη. Σε κάθε δεδομένη στιγμή, ο αστρικός πυρήνας διατηρεί έναν μικρό αλλά παροδικό πληθυσμό βηρυλλίου. Αυτοί οι σπάνιοι πυρήνες βηρυλλίου μπορούν να αλληλεπιδράσουν με το ήλιο για να παράγουν άνθρακα. Επειδή η διαδικασία περιλαμβάνει τελικά τρεις πυρήνες ηλίου, ονομάζεται αντίδραση τριπλού άλφα. Αλλά η αντίδραση είναι πολύ αργή για να παράγει την ποσότητα άνθρακα που παρατηρείται στο σύμπαν μας.
Για να επιλύσει αυτή τη διαφορά, ο φυσικός Fred Hoyle προέβλεψε το 1953 ότι ο πυρήνας του άνθρακα πρέπει να έχει μια κατάσταση συντονισμού σε μια συγκεκριμένη ενέργεια, σαν να ήταν ένα μικρό κουδούνι που χτυπούσε με έναν συγκεκριμένο τόνο. Εξαιτίας αυτού του συντονισμού, οι ρυθμοί αντίδρασης για την παραγωγή άνθρακα είναι πολύ μεγαλύτεροι από ό,τι θα ήταν διαφορετικά - αρκετά μεγάλοι για να εξηγήσουν την αφθονία άνθρακα που βρίσκεται στο σύμπαν μας. Ο συντονισμός μετρήθηκε αργότερα στο εργαστήριο στο προβλεπόμενο επίπεδο ενέργειας.
Το ανησυχητικό είναι ότι, σε άλλα σύμπαντα, με εναλλακτικές δυνάμεις των δυνάμεων, η ενέργεια αυτού του συντονισμού θα μπορούσε να είναι διαφορετική και τα αστέρια δεν θα παράγουν αρκετό άνθρακα. Η παραγωγή άνθρακα τίθεται σε κίνδυνο εάν το επίπεδο ενέργειας αλλάξει περισσότερο από περίπου 4 τοις εκατό. Αυτό το ζήτημα ονομάζεται μερικές φορές πρόβλημα μικρορύθμισης τριπλού άλφα.
Ευτυχώς, αυτό το πρόβλημα έχει μια απλή λύση. Ό,τι αφαιρεί η πυρηνική φυσική, το δίνει και αυτό. Ας υποθέσουμε ότι η πυρηνική φυσική άλλαξε αρκετά για να εξουδετερώσει τον συντονισμό του άνθρακα. Μεταξύ των πιθανών αλλαγών αυτού του μεγέθους, περίπου οι μισές θα είχαν την παρενέργεια να καταστήσουν το βηρύλλιο σταθερό, επομένως η απώλεια του συντονισμού θα ήταν άσχετη. Σε τέτοια εναλλακτικά σύμπαντα, ο άνθρακας θα παράγεται με τον πιο λογικό τρόπο προσθήκης σωματιδίων άλφα ένα κάθε φορά. Το ήλιο θα μπορούσε να συντηχθεί σε βηρύλλιο, το οποίο θα μπορούσε στη συνέχεια να αντιδράσει με πρόσθετα σωματίδια άλφα για να δημιουργήσει άνθρακα. Δεν υπάρχει τελικά πρόβλημα μικρορύθμισης.
Μια τρίτη περίπτωση δυνητικού μικρορύθμισης αφορά τους απλούστερους πυρήνες που αποτελούνται από δύο σωματίδια:πυρήνες δευτερίου, που περιέχουν ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο. διπρωτόνια, που αποτελούνται από δύο πρωτόνια. και τα δινετρόνια, που αποτελούνται από δύο νετρόνια. Στο σύμπαν μας, μόνο το δευτέριο είναι σταθερό. Η παραγωγή ηλίου πραγματοποιείται συνδυάζοντας πρώτα δύο πρωτόνια σε δευτέριο.
Εάν η ισχυρή πυρηνική δύναμη ήταν ακόμη ισχυρότερη, τα διπρωτόνια θα μπορούσαν να ήταν σταθερά. Σε αυτή την περίπτωση, τα αστέρια θα μπορούσαν να έχουν δημιουργήσει ενέργεια μέσω της απλούστερης και ταχύτερης πυρηνικής αντίδρασης, όπου τα πρωτόνια συνδυάζονται για να γίνουν διπρωτόνια και τελικά άλλα ισότοπα ηλίου. Μερικές φορές υποστηρίζεται ότι τα αστέρια στη συνέχεια καίγονταν μέσω του πυρηνικού τους καυσίμου με καταστροφικούς ρυθμούς, με αποτέλεσμα τη διάρκεια ζωής να είναι πολύ μικρή για να υποστηρίξει τις βιόσφαιρες. Αντίθετα, εάν η ισχυρή δύναμη ήταν πιο αδύναμη, τότε το δευτέριο θα ήταν ασταθές και το συνηθισμένο σκαλοπάτι στο μονοπάτι προς τα βαριά στοιχεία δεν θα ήταν διαθέσιμο. Πολλοί επιστήμονες έχουν υποθέσει ότι η απουσία σταθερού δευτερίου θα οδηγούσε σε ένα σύμπαν χωρίς καθόλου βαριά στοιχεία και ότι ένα τέτοιο σύμπαν θα στερούσε πολυπλοκότητας και ζωής.
Όπως αποδεικνύεται, τα αστέρια είναι αξιοσημείωτα σταθερές οντότητες. Η δομή τους προσαρμόζεται αυτόματα για να καίει πυρηνικά καύσιμα με τον σωστό ρυθμό που απαιτείται για να στηριχθούν ενάντια στη συντριβή της δικής τους βαρύτητας. Εάν οι ρυθμοί πυρηνικής αντίδρασης είναι υψηλότεροι, τα αστέρια θα καίνε το πυρηνικό τους καύσιμο σε χαμηλότερη κεντρική θερμοκρασία, αλλά διαφορετικά δεν θα είναι τόσο διαφορετικά. Στην πραγματικότητα, το σύμπαν μας έχει ένα παράδειγμα αυτού του τύπου συμπεριφοράς. Οι πυρήνες του δευτερίου μπορούν να συνδυαστούν με πρωτόνια για να σχηματίσουν πυρήνες ηλίου μέσω της δράσης της ισχυρής δύναμης. Η διατομή αυτής της αντίδρασης, η οποία ποσοτικοποιεί την πιθανότητα εμφάνισής της, είναι τετρασεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από ό,τι για τη συνηθισμένη σύντηξη υδρογόνου. Παρ' όλα αυτά, τα αστέρια στο σύμπαν μας καίνε το δευτέριό τους με σχετικά αδιάφορο τρόπο. Ο αστρικός πυρήνας έχει θερμοκρασία λειτουργίας 1 εκατομμυρίου Κέλβιν, σε σύγκριση με τα 15 εκατομμύρια Κέλβιν που απαιτούνται για την καύση του υδρογόνου υπό κανονικές συνθήκες. Αυτά τα αστέρια που καίνε δευτέριο έχουν ψυχρότερα κέντρα και είναι κάπως μεγαλύτερα από τον ήλιο, αλλά κατά τα άλλα δεν είναι αξιοσημείωτα.
Ομοίως, εάν η ισχυρή πυρηνική δύναμη ήταν χαμηλότερη, τα αστέρια θα μπορούσαν να συνεχίσουν να λειτουργούν απουσία σταθερού δευτερίου. Ένας αριθμός διαφορετικών διεργασιών παρέχει μονοπάτια μέσω των οποίων τα αστέρια μπορούν να παράγουν ενέργεια και να συνθέσουν βαριά στοιχεία. Κατά τη διάρκεια του πρώτου μέρους της ζωής τους, τα αστέρια συστέλλονται αργά, οι κεντρικοί πυρήνες τους γίνονται θερμότεροι και πυκνότεροι και λάμπουν με την ισχύ εξόδου του ήλιου. Τα αστέρια στο σύμπαν μας τελικά γίνονται αρκετά ζεστά και πυκνά για να πυροδοτήσουν την πυρηνική σύντηξη, αλλά σε εναλλακτικά σύμπαντα θα μπορούσαν να συνεχίσουν αυτή τη φάση συστολής και να παράγουν ισχύ χάνοντας βαρυτική δυναμική ενέργεια. Τα μακροβιότερα αστέρια θα μπορούσαν να λάμπουν με ισχύ εξόδου περίπου συγκρίσιμη με τον ήλιο για έως και 1 δισεκατομμύριο χρόνια, ίσως αρκετά για να πραγματοποιηθεί η βιολογική εξέλιξη.
Για αστέρια με επαρκή μάζα, η συστολή θα επιταχυνόταν και θα γινόταν μια καταστροφική κατάρρευση. Αυτά τα αστρικά σώματα θα γίνουν βασικά σουπερνόβα. Οι κεντρικές θερμοκρασίες και οι πυκνότητές τους θα αυξάνονταν σε τόσο μεγάλες τιμές που θα αναφλεγούνταν οι πυρηνικές αντιδράσεις. Πολλοί τύποι πυρηνικών αντιδράσεων θα πραγματοποιούνταν στη θανατηφόρα δίνη αυτών των άστρων. Αυτή η διαδικασία εκρηκτικής πυρηνοσύνθεσης θα μπορούσε να τροφοδοτήσει το σύμπαν με βαρείς πυρήνες, παρά την έλλειψη δευτερίου.
Μόλις ένα τέτοιο σύμπαν παράγει ίχνη βαρέων στοιχείων, οι μεταγενέστερες γενιές αστεριών έχουν ακόμη μια επιλογή για πυρηνική καύση. Αυτή η διαδικασία, που ονομάζεται κύκλος άνθρακα-αζώτου-οξυγόνου, δεν απαιτεί δευτέριο ως ενδιάμεση κατάσταση. Αντίθετα, ο άνθρακας δρα ως καταλύτης για να υποκινήσει την παραγωγή ηλίου. Αυτός ο κύκλος λειτουργεί στο εσωτερικό του ήλιου και παρέχει ένα μικρό κλάσμα της συνολικής ισχύος του. Ελλείψει σταθερού δευτερίου, ο κύκλος άνθρακα-αζώτου-οξυγόνου θα κυριαρχούσε στην παραγωγή ενέργειας. Και αυτό δεν εξαντλεί τις επιλογές για την παραγωγή πυρηνικής ενέργειας. Τα αστέρια θα μπορούσαν επίσης να παράγουν ήλιο μέσω μιας διαδικασίας τριπλού νουκλεονίου που είναι περίπου ανάλογη με τη διαδικασία τριπλού άλφα για την παραγωγή άνθρακα. Τα αστέρια έχουν επομένως πολλά κανάλια για την παροχή ενέργειας και σύνθετων πυρήνων σε εναλλακτικά σύμπαντα.
Ένα τέταρτο παράδειγμα λεπτομέρειας αφορά το σχηματισμό γαλαξιών και άλλων δομών μεγάλης κλίμακας. Σπάρθηκαν από μικρές διακυμάνσεις πυκνότητας που παρήχθησαν στις πρώτες στιγμές του κοσμικού χρόνου. Αφού το σύμπαν είχε κρυώσει αρκετά, αυτές οι διακυμάνσεις άρχισαν να γίνονται ισχυρότερες υπό τη δύναμη της βαρύτητας και οι πυκνότερες περιοχές τελικά γίνονται γαλαξίες και σμήνη γαλαξιών. Οι διακυμάνσεις ξεκίνησαν με ένα μικρό πλάτος, που συμβολίζεται Q , ίσο με 0,00001. Το αρχέγονο σύμπαν ήταν επομένως απίστευτα ομαλό:Η πυκνότητα, η θερμοκρασία και η πίεση των πιο πυκνών περιοχών και των πιο σπανίων περιοχών ήταν ίδιες σε λίγα μέρη ανά 100.000. Η τιμή του Q αντιπροσωπεύει μια άλλη πιθανή περίπτωση λεπτομέρειας στο σύμπαν.
Εάν Q ήταν χαμηλότερο, θα χρειαζόταν περισσότερος χρόνος για να γίνουν οι διακυμάνσεις αρκετά ισχυρές ώστε να γίνουν κοσμικές δομές και οι γαλαξίες θα είχαν μικρότερη πυκνότητα. Εάν η πυκνότητα ενός γαλαξία είναι πολύ χαμηλή, το αέριο στον γαλαξία δεν μπορεί να ψυχθεί. Μπορεί να μην συμπυκνωθεί ποτέ σε γαλαξιακούς δίσκους ή να μην συνενωθεί σε αστέρια. Οι γαλαξίες χαμηλής πυκνότητας δεν είναι βιώσιμοι βιότοποι για τη ζωή. Ακόμη χειρότερα, μια αρκετά μεγάλη καθυστέρηση θα μπορούσε να εμπόδιζε τον σχηματισμό γαλαξιών. Ξεκινώντας πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια, η διαστολή του σύμπαντος άρχισε να επιταχύνεται και να απομακρύνει την ύλη πιο γρήγορα από ό,τι θα μπορούσε να συσσωματωθεί - μια αλλαγή του ρυθμού που συνήθως αποδίδεται σε μια μυστηριώδη σκοτεινή ενέργεια. Εάν Q ήταν πολύ μικρό, θα μπορούσε να είχε πάρει τόσο πολύς χρόνος για να καταρρεύσουν οι γαλαξίες που η επιτάχυνση θα είχε ξεκινήσει πριν ολοκληρωθεί ο σχηματισμός της δομής και η περαιτέρω ανάπτυξη θα είχε κατασταλεί. Το σύμπαν θα μπορούσε να είχε καταλήξει χωρίς πολυπλοκότητα και άψυχο. Για να αποφευχθεί αυτή η μοίρα, η τιμή του Q δεν μπορεί να είναι μικρότερο κατά περισσότερο από συντελεστή 10.
Τι θα συμβεί αν Q ήταν μεγαλύτερο; Οι γαλαξίες θα είχαν σχηματιστεί νωρίτερα και θα κατέληγαν πιο πυκνοί. Και αυτό θα αποτελούσε κίνδυνο για τις προοπτικές κατοικιμότητας. Τα αστέρια θα ήταν πολύ πιο κοντά το ένα στο άλλο και θα αλληλεπιδρούσαν πιο συχνά. Κάνοντας αυτό, θα μπορούσαν να έχουν αφαιρέσει τους πλανήτες από τις τροχιές τους και να τους έχουν στείλει εκτοξευόμενους στο βαθύ διάστημα. Επιπλέον, επειδή τα αστέρια θα ήταν πιο κοντά μεταξύ τους, ο νυχτερινός ουρανός θα ήταν πιο φωτεινός—ίσως τόσο φωτεινός όσο η μέρα. Εάν το αστρικό υπόβαθρο ήταν πολύ πυκνό, το συνδυασμένο φως των αστεριών θα μπορούσε να βράσει τους ωκεανούς οποιουδήποτε κατά τα άλλα κατάλληλου πλανήτη.
Σε αυτήν την περίπτωση, το επιχείρημα της μικρορύθμισης δεν είναι πολύ περιοριστικό. Οι κεντρικές περιοχές των γαλαξιών θα μπορούσαν πράγματι να παράγουν τόσο έντονη ακτινοβολία υποβάθρου που όλοι οι πλανήτες θα κατέστησαν μη κατοικήσιμοι. Αλλά τα περίχωρα των γαλαξιών θα έχουν πάντα αρκετά χαμηλή πυκνότητα για να επιβιώσουν κατοικήσιμοι πλανήτες. Ένα σημαντικό κλάσμα της γαλαξιακής ακίνητης περιουσίας παραμένει βιώσιμο ακόμα και όταν Q είναι χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από ό,τι στο σύμπαν μας. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ένας γαλαξίας μπορεί να είναι ακόμα πιο φιλόξενος. Σε μεγάλο μέρος του γαλαξία, ο νυχτερινός ουρανός θα μπορούσε να έχει την ίδια φωτεινότητα με την ηλιοφάνεια που βλέπουμε κατά τη διάρκεια της ημέρας στη Γη. Οι πλανήτες θα λάμβαναν τη ζωογόνο ενέργεια τους από ολόκληρο το σύνολο των αστεριών του φόντου και όχι μόνο από τον δικό τους ήλιο. Θα μπορούσαν να κατοικούν σχεδόν σε οποιαδήποτε τροχιά. Σε ένα εναλλακτικό σύμπαν με μεγαλύτερες διακυμάνσεις πυκνότητας από το δικό μας, ακόμη και ο Πλούτωνας θα είχε τόσο φως της ημέρας όσο το Μαϊάμι. Ως αποτέλεσμα, ένας μέτρια πυκνός γαλαξίας θα μπορούσε να έχει περισσότερους κατοικήσιμους πλανήτες από τον Γαλαξία.
Εν ολίγοις, οι παράμετροι του σύμπαντός μας θα μπορούσαν να ποικίλλουν από μεγάλους παράγοντες και να επέτρεπαν να λειτουργούν αστέρια και δυνητικά κατοικήσιμοι πλανήτες. Η δύναμη της βαρύτητας θα μπορούσε να ήταν 1.000 φορές ισχυρότερη ή 1 δισεκατομμύριο φορές πιο αδύναμη, και τα αστέρια θα εξακολουθούσαν να λειτουργούν ως πυρηνικοί κινητήρες μεγάλης διάρκειας ζωής. Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη θα μπορούσε να ήταν ισχυρότερη ή ασθενέστερη με συντελεστές 100. Οι ρυθμοί πυρηνικής αντίδρασης θα μπορούσαν να ποικίλουν σε πολλές τάξεις μεγέθους. Η εναλλακτική αστρική φυσική θα μπορούσε να έχει δημιουργήσει τα βαριά στοιχεία που αποτελούν τη βασική πρώτη ύλη για πλανήτες και ανθρώπους. Σαφώς, οι παράμετροι που καθορίζουν την αστρική δομή και την εξέλιξη δεν είναι υπερβολικά ακριβείς.
Δεδομένου ότι το σύμπαν μας δεν φαίνεται να είναι ιδιαίτερα ρυθμισμένο, μπορούμε ακόμα να πούμε ότι το σύμπαν μας είναι το καλύτερο για να αναπτυχθεί η ζωή; Η τρέχουσα κατανόησή μας υποδηλώνει ότι η απάντηση είναι όχι. Μπορεί κανείς εύκολα να οραματιστεί ένα σύμπαν που είναι πιο φιλικό στη ζωή και ίσως πιο λογικό. Ένα σύμπαν με ισχυρότερες αρχικές διακυμάνσεις πυκνότητας θα έκανε πιο πυκνούς γαλαξίες, οι οποίοι θα μπορούσαν να υποστηρίξουν περισσότερους κατοικήσιμους πλανήτες από τους δικούς μας. Ένα σύμπαν με σταθερό βηρύλλιο θα είχε απλά κανάλια διαθέσιμα για την παραγωγή άνθρακα και δεν θα χρειαζόταν την επιπλοκή της διαδικασίας του τριπλού άλφα. Αν και αυτά τα ζητήματα εξακολουθούν να διερευνώνται, μπορούμε ήδη να πούμε ότι τα σύμπαντα έχουν πολλά μονοπάτια για την ανάπτυξη της πολυπλοκότητας και της βιολογίας, και μερικά θα μπορούσαν να είναι ακόμη πιο ευνοϊκά για τη ζωή από τη δική μας. Υπό το φως αυτών των γενικεύσεων, οι αστροφυσικοί πρέπει να επανεξετάσουν τις πιθανές επιπτώσεις του πολυσύμπαντος, συμπεριλαμβανομένου του βαθμού λεπτομέρειας στο σύμπαν μας.
Ο Φρεντ Άνταμς είναι καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν στο Αν Άρμπορ. Είναι αποδέκτης του βραβείου Helen B. Warner από την Αμερικανική Αστρονομική Εταιρεία, του National Science Foundation Young Investigator Award και πολυάριθμων βραβείων διδασκαλίας από το Πανεπιστήμιο του Michigan. Είναι συν-συγγραφέας του Οι Πέντε Εποχές του Σύμπαντος:Μέσα στη Φυσική της Αιωνιότητας και του Origins of Existence:How Life Emered in the Universe.
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Nautilus Cosmos τον Ιανουάριο του 2017.
