विकास मूलभूत स्थिरांकों के मूल्यों की व्याख्या कर सकता है - भौतिकी विश्व

मूलभूत भौतिक स्थिरांक के मूल्य - परमाणु पदार्थ और अंततः जीवन के उद्भव के लिए ठीक-ठाक प्रतीत होते हैं - ब्रह्मांड की शुरुआत में तय नहीं किए गए होंगे, बल्कि जैविक विकास के समान एक प्रक्रिया के माध्यम से समय के साथ बदल गए होंगे। यह यूके के एक भौतिक विज्ञानी की परिकल्पना है, जिसने दिखाया है कि द्रव की चिपचिपाहट और प्रसार पर जीवन-अनुकूल सीमाएं स्थिरांक के मूल्यों पर बाधा डालती हैं। यह पता लगाने के बाद कि वे बाधाएं तारकीय न्यूक्लियोसिंथेसिस की आवश्यकताओं से परे हैं, उन्होंने अनुमान लगाया कि जीवित कोशिकाओं में और उनके बीच द्रव गति के लिए आवश्यक स्थितियां ब्रह्मांडीय इतिहास में बाद में उभर सकती हैं।

दशकों से, भौतिकविदों ने हमारे ब्रह्मांड के एक आश्चर्यजनक तथ्य की संभावित व्याख्या पर बहस की है - कि कई भौतिक स्थिरांक के मूल्य उस दुनिया के अस्तित्व के लिए बिल्कुल सही प्रतीत होते हैं जिसे हम अपने चारों ओर देखते हैं। उदाहरण के लिए, तारे के निर्माण के लिए हाइड्रोजन और हीलियम दोनों की आवश्यकता होती है। लेकिन यह स्थिति मजबूत परमाणु बल के एक बहुत ही विशिष्ट मूल्य पर निर्भर करती है - वास्तव में यह जितना कमजोर है और कोई हीलियम नहीं होता; लेकिन कोई भी मजबूत और सारा हाइड्रोजन (हीलियम में) परिवर्तित हो गया होगा।

कुछ वैज्ञानिकों का तर्क है कि यह स्पष्ट फाइन-ट्यूनिंग ब्रह्मांड में डिजाइन का प्रमाण प्रदान करती है, शायद ईश्वर के अस्तित्व का भी। इसके बजाय अन्य लोगों ने असंख्य अलग-अलग ब्रह्मांडों की संभावना पर विचार किया है - चाहे वे एक साथ मौजूद हों या एक के बाद एक - भौतिक स्थितियों में एक से दूसरे तक बहुत कम भिन्नता होती है। तब हम आवश्यक रूप से उस ब्रह्मांड में मौजूद होंगे जो जीवन उत्पन्न करने के लिए उपयुक्त है। फिर भी अन्य शोधकर्ताओं ने यह माना है कि हर चीज़ का अंतिम सिद्धांत - जिस पर अभी भी काम किया जाना है - तार्किक रूप से स्थिरांकों को उन मूल्यों की आवश्यकता होगी जो वे करते हैं।

ब्रह्मांडीय विकास

परंतु कोस्त्या ट्रैचेंको लंदन की क्वीन मैरी यूनिवर्सिटी का मानना ​​है कि इसका कोई वैकल्पिक स्पष्टीकरण हो सकता है। उनका सुझाव है कि ब्रह्मांड के लिए "भव्य डिजाइन" की कोई आवश्यकता नहीं है, लेकिन ब्रह्मांड के प्रत्येक भौतिक "लक्षण" स्वतंत्र रूप से उभर सकते हैं, और विकास की क्रमिक प्रक्रिया के माध्यम से स्थापित हो सकते हैं - कुछ हद तक कुछ अस्तित्व के प्रसार की तरह- जानवरों में विशेषताएं बढ़ाना.

इस विचार की प्रेरणा, जैसा कि ट्रेचेंको का कहना है, कण भौतिकी या ब्रह्माण्ड विज्ञान के संदर्भ में भौतिक स्थिरांकों पर विचार करने से नहीं, बल्कि संघनित-पदार्थ भौतिकी की बहुत कम और जैविक रूप से प्रासंगिक ऊर्जाओं पर उनकी जांच करने से आती है। इस दृष्टिकोण में जटिल भौतिक या जैव-भौतिकीय प्रक्रियाओं को उनकी मूलभूत आवश्यकताओं तक कम करना और फिर उन्हें एक या अधिक मौलिक स्थिरांक के रूप में व्यक्त करना शामिल है।

2020 में, ट्रेचेंको और वादिम ब्रेज़किन की स्थापना करते हुए एक पेपर प्रकाशित किया श्यानता के लिए सार्वभौमिक निचली सीमा. जैसा कि जोड़ी ने बताया, एक तरल पदार्थ की चिपचिपाहट तरल से गैस में उसके संक्रमण को चिह्नित करने वाले तापमान पर न्यूनतम तक पहुंच जाती है (बाद वाले मामले में उच्च तापमान अधिक आणविक टकराव का कारण बनता है, जो तरल परतों के बीच अधिक घर्षण पैदा करता है)। उस संक्रमण को मॉडलिंग करके, वे प्लैंक स्थिरांक के संदर्भ में "कीनेमेटिक चिपचिपाहट" - चिपचिपाहट और घनत्व का अनुपात - व्यक्त करने में सक्षम थे (ħ), आणविक द्रव्यमान और इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान (m_e).

द्रव प्रवाह आवश्यक है

ट्रेचेंको ने अब जीवन के अस्तित्व के लिए उस कार्य के निहितार्थ का पता लगाया है। जैसा कि उन्होंने नोट किया, कोशिकाओं के भीतर होने वाली कई प्रक्रियाओं के लिए द्रव प्रवाह आवश्यक है - जैसे आणविक परिवहन या कोशिका प्रसार में शामिल प्रसार। यह रक्त परिसंचरण जैसी बड़े पैमाने की, बहु-कोशिकीय प्रक्रियाओं में भी महत्वपूर्ण है।

विचार उन बाधाओं को दूर करने का था जो ऐसी प्रक्रियाएँ मूलभूत स्थिरांकों के मूल्यों पर डालती हैं। गतिज चिपचिपाहट के अलावा, जो स्पंदित रक्त प्रवाह और अन्य समय-भिन्न घटनाओं को नियंत्रित करती है, ट्रेचेंको ने स्थिर प्रवाह और प्रसार स्थिरांक की गतिशील चिपचिपाहट पर भी विचार किया। नेवियर-स्टोक्स समीकरण और शास्त्रीय द्रव गतिशीलता के अन्य तत्वों का उपयोग करते हुए, उन्होंने दिखाया कि सभी तीन मापदंडों को के संदर्भ में डाला जा सकता है m_e, प्रोटॉन द्रव्यमान (m_p) और ħ (गतिशील चिपचिपाहट और प्रसार स्थिरांक के साथ इलेक्ट्रॉन आवेश की भी विशेषता होती है, e).

ट्रेचेंको ने पाया कि तीन पैरामीटर अलग-अलग तरीकों से मौलिक स्थिरांक पर निर्भर करते हैं। इस प्रकार, वे कहते हैं, प्रत्येक मामले में जीवन के लिए सीमित अभिव्यक्तियों का संयोजन - दो चिपचिपाहट के लिए न्यूनतम और प्रसार के लिए अधिकतम - एक सीमित सीमा, या "जैव-अनुकूल विंडो" उत्पन्न करता है, जिसके भीतर स्थिरांक मौजूद होते हैं। उनका दावा है कि इसमें शामिल जैविक प्रक्रियाओं की जटिलता और विविधता को देखते हुए यह एक अप्रत्याशित परिणाम है (हालांकि वह कहते हैं कि तीन मापदंडों की संख्यात्मक सीमाएं स्थापित करने के लिए जैव रसायनज्ञों और जीवविज्ञानियों की आवश्यकता होगी)।

फ्रेड एडम्स अमेरिका में मिशिगन विश्वविद्यालय ने मूलभूत स्थिरांकों पर प्रतिबंध लगाने के लिए ट्रेचेंको के "उपन्यास" दृष्टिकोण की प्रशंसा की। लेकिन वह चेतावनी देते हैं कि इससे अद्वितीय सीमाएं नहीं मिल सकती हैं, यह तर्क देते हुए कि वर्तमान जैविक सिद्धांत अनुमत चिपचिपाहट की पूरी श्रृंखला पर काम करने के लिए अपर्याप्त है। "अगर हमारे पास जीव विज्ञान का एक पूर्ण और व्यापक सिद्धांत होता और उस सिद्धांत से पता चलता कि किसी भी 'जीवित' ब्रह्मांड में चिपचिपाहट एक निश्चित सीमा के भीतर होनी चाहिए, तो तर्क मजबूत होगा," वे कहते हैं।

ललित-संरचना स्थिरांक

चिपचिपाहट-व्युत्पन्न सीमाओं से आगे बढ़ते हुए, ट्रेचेंको ने यह भी देखा कि ये सीमाएं सितारों के अंदर भारी नाभिक का उत्पादन करने की आवश्यकता से कैसे संबंधित हैं। विशेष रूप से, उन्होंने बारीक संरचना स्थिरांक (जो विशेषताएँ हैं) के बीच आवश्यक ट्यूनिंग पर विचार किया e और ħ) और प्रोटॉन-से-इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान अनुपात (m_p/m_e). उन्होंने महसूस किया कि एक साथ परिवर्तन m_e और m_p या ħ और e द्रव मापदंडों में परिवर्तन करते समय तारकीय मापदंडों को स्थिर छोड़ सकता है। दूसरे शब्दों में, विभिन्न मूलभूत स्थिरांक वाले ब्रह्मांड में सैद्धांतिक रूप से अभी भी भारी तत्व हो सकते हैं, जबकि इसके सभी तरल पदार्थ कम से कम टार जितने चिपचिपे हैं - इसलिए जीवन को प्रतिबंधित करते हैं।

गणना से पता चलता है कि क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा पानी की तरह बहता है

उन्होंने प्रारंभिक ब्रह्मांड में जीवन-अनुकूल चिपचिपाहट के लिए आवश्यक अतिरिक्त ट्यूनिंग को "ओवरकिल" के रूप में वर्णित किया है, यह इंगित करते हुए कि स्थिरांक के सटीक मूल्यों को कम से कम 10 अरब साल पहले बेक करने की आवश्यकता होगी - इससे बहुत पहले कि कोई संकेत भी नहीं थे जीवन कैसा दिख सकता है. वह कहते हैं, "यह कुछ-कुछ वैसा ही है जैसे आप किसी शेफ से यह पूछने के लिए कहें कि भोजन क्या है, यह तय करने से पहले वह उत्तम भोजन के लिए सही सामग्री ले लें।"

उनका कहना है कि यह अंतर्दृष्टि ही थी, जिसने उन्हें इसके बजाय एक विकासवादी तंत्र पर विचार करने के लिए प्रेरित किया। वह स्वीकार करते हैं कि इस स्तर पर ऐसे किसी भी तंत्र का विवरण अधूरा है, दोनों संदर्भ में कि स्थिरांक कैसे बदल सकते हैं और विकासवादी दबाव क्या सहन करेगा ताकि कुछ मूल्यों को दूसरों पर प्राथमिकता दी जाए। वह केवल यह कहते हैं कि भौतिक स्थिरांक का एक निश्चित सेट एक नई भौतिक "संरचना" के उद्भव का पक्ष लेना शुरू कर देगा, जो मजबूत गुणों के साथ कायम रहेगा।

वे कहते हैं, ''मुझे एहसास है कि मैं जो कह रहा हूं वह काफी अपरिष्कृत है लेकिन इस समय हम अधिक विशिष्ट होने के लिए पर्याप्त नहीं जानते हैं।''

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/evolution-may-explain-values-of-the-fundamental-constants/