A Michigani Egyetem tudósai újfajta univerzumokat írtak le, amelyekből hiányzik a gyenge atomerő. Annak ellenére, hogy az élet létezése csak a fizikai állandók bizonyos értékei esetén lehetséges, az elméleti modell azt jósolja, hogy az élő szervezetek megjelenéséhez nincs szükség gyenge kölcsönhatásra. A cikk előnyomata a bioRxiv adattárban jelent meg.
Ismeretes, hogy a természeti törvényeket és az anyag tulajdonságait leíró alapvető fizikai állandók önkényes értékekkel bírnak, amelyeket a modern fizikai elmélet keretein belül nem lehet megmagyarázni. Számos fizikus azonban felvetette, hogy vannak olyan univerzumok, amelyek különböző "beállításokkal" rendelkeznek, amelyek nem biztos, hogy alkalmasak az élet létezésére. Ugyanakkor számos tudományos munka bebizonyította, hogy ha sok konstansnak széles tartományban változhat, akkor a potenciálisan lakott univerzumok eltérő értékű konstansokkal jelenhetnek meg.
A standard modell leírja az összes elemi részecske elektromágneses, gyenge és erős kölcsönhatásait. A gyenge atomerő felelős az atommagok béta lebomlásáért, amikor egy neutron protonná alakul, miközben elektron vagy pozitron bocsát ki. Meghatározza a nem túl masszív csillagok - például a Nap - belében zajló folyamatokat, és befolyásolja a neutrínók anyaggal való kölcsönhatásának valószínűségét. Ha a gyenge nukleáris kölcsönhatás szintje túl alacsony, akkor a hosszú életű csillagok képződése lehetetlen egy ilyen univerzumban.
A hélium még az univerzum korai szakaszában, az ősnukleoszintézis korszakában szintetizálható. A masszívabb csillagokban a héliumatomok összeolvadhatnak, hogy nehezebb elemeket képezzenek, de a neutrínók és az anyag kölcsönhatásának hiánya lehetetlenné teszi a szupernóvák kialakulását - a csillag egyszerűen összezsugorodik, megakadályozva a nehéz atomok terjedését az űrben.
A kozmológusok azonban azt tapasztalták, hogy egy univerzumnak, ahol a gyenge interakció teljesen hiányzik, még mindig lehet élete. Az elsődleges nukleoszintézis korszakában a protonok és a neutronok egy része megkerüli az atomok beépülését a nehéz magokba. Univerzumunkban éppen ellenkezőleg, a protonok aktívan részt vettek az elemek szintézisében lítiumig. Később a szabad protonok és a neutronok deutériumot (nehéz hidrogént) alkotnak. Ez utóbbi a csillagok üzemanyagává válik, amelyek evolúciója az erős kölcsönhatásoknak köszönhető. Szenet és más, az élethez szükséges elemeket alkotnak.