Evrim, Temel Sabitlerin Değerlerini Açıklayabilir – Fizik Dünyası

Temel fiziksel sabitlerin değerleri (görünüşte nükleer maddenin ve nihayetinde yaşamın ortaya çıkışı için ince ayarlı) evrenin başlangıcında sabitlenmemiş olabilir, bunun yerine biyolojik evrime benzer bir süreç yoluyla zaman içinde değişmiş olabilir. Bu, sıvı viskozitesi ve difüzyon üzerindeki yaşam dostu sınırların sabitlerin değerleri üzerinde kısıtlamalar getirdiğini gösteren Birleşik Krallık'taki bir fizikçinin hipotezidir. Bu kısıtlamaların yıldız nükleosentezinin gerekliliklerinin ötesine geçtiğini bulduktan sonra, canlı hücrelerin içinde ve arasında sıvı hareketi için gerekli koşulların kozmik tarihte daha sonra ortaya çıkabileceğini varsayıyor.

Onlarca yıldır fizikçiler, evrenimizin çarpıcı bir gerçeğinin olası açıklamasını tartışıyorlardı: birçok fiziksel sabitin değerleri, etrafımızda gördüğümüz dünyanın varlığı için tam olarak doğru görünüyor. Örneğin yıldız oluşumu hem hidrojen hem de helyum gerektirir. Ancak bu durum güçlü nükleer kuvvetin çok özel bir değerine bağlıdır; gerçekte olduğundan daha zayıf olsaydı helyum olmazdı; ancak daha güçlü olsaydı hidrojenin tamamı helyuma dönüşürdü.

Bazı bilim adamları bu belirgin ince ayarın evrendeki tasarımın, hatta belki de Tanrı'nın varlığının kanıtını sağladığını öne sürüyorlar. Diğerleri ise bunun yerine, fiziksel koşulların birinden diğerine çok az farklılık gösterdiği sayısız farklı evrenin (aynı anda veya birbiri ardına var olması) olasılığını tartıştı. O zaman zorunlu olarak yaşam yaratmaya uygun bir evrende var olurduk. Yine diğer araştırmacılar, her şeyin nihai teorisinin (hala üzerinde çalışılacak olan) mantıksal olarak sabitlerin sahip oldukları değerlere sahip olmasını gerektireceğini öne sürdüler.

kozmik evrim

Fakat Kostya Traçenko Londra Queen Mary Üniversitesi'nden araştırmacılar alternatif bir açıklamanın olabileceğini düşünüyor. Evren için "büyük bir tasarıma" gerek olmadığını, evrenin fiziksel "özelliklerinin" her birinin bağımsız olarak ortaya çıkabileceğini ve kademeli bir evrim süreci yoluyla - bir bakıma belirli bir hayatta kalmanın çoğalması gibi - sağlamlaşabileceğini öne sürüyor. Hayvanlarda özelliklerin iyileştirilmesi.

Trachenko'nun belirttiği gibi, bu fikrin teşviki, fiziksel sabitlerin parçacık fiziği veya kozmoloji bağlamında ele alınmasından değil, bunların yoğun madde fiziğinin çok daha düşük ve biyolojik olarak alakalı enerjilerinde araştırılmasından geliyor. Bu yaklaşım, karmaşık fiziksel veya biyofiziksel süreçleri temel unsurlarına indirgemeyi ve daha sonra bunları bir veya daha fazla temel sabit cinsinden ifade etmeyi içerir.

2020 yılında Traçenko ve Vadim Brazhkin kuran bir makale yayınladı. viskozite için evrensel alt sınır. Çiftin belirttiği gibi, bir akışkanın viskozitesi, onun sıvıdan gaza geçişini işaret eden sıcaklıkta minimuma ulaşır (ikinci durumda, daha yüksek sıcaklıklar daha fazla moleküler çarpışmaya yol açar, bu da akışkan katmanları arasında daha fazla sürtünme yaratır). Bu geçişi modelleyerek, “kinematik viskoziteyi” (viskozitenin yoğunluğa oranı) Planck sabiti cinsinden ifade edebildiler (ħ), moleküler kütle ve elektron kütlesi (m_e).

Sıvı akışı önemlidir

Trachenko şimdi bu çalışmanın yaşamın varlığına ilişkin sonuçlarını araştırdı. Kendisinin de belirttiği gibi, sıvı akışı, moleküler taşıma veya hücre proliferasyonunda yer alan difüzyon gibi hücreler içinde meydana gelen birçok işlem için gereklidir. Ayrıca kan dolaşımı gibi daha büyük ölçekli, çok hücreli işlemlerde de hayati öneme sahiptir.

Buradaki fikir, bu tür süreçlerin temel sabitlerin değerlerine getirdiği kısıtlamaları çözmekti. Darbeli kan akışını ve zamanla değişen diğer olayları yöneten kinematik viskoziteye ek olarak Trachenko, sabit akışın dinamik viskozitesini ve difüzyon sabitlerini de dikkate aldı. Navier-Stokes denklemini ve klasik akışkanlar dinamiğinin diğer unsurlarını kullanarak, her üç parametrenin de şu şekilde ifade edilebileceğini gösterdi: m_e, proton kütlesi (m_p) Ve ħ (dinamik viskozite ve difüzyon sabiti aynı zamanda elektron yükünü de içerir, e).

Trachenko, üç parametrenin temel sabitlere farklı şekillerde bağlı olduğunu buldu. Bu nedenle, her durumda yaşam için sınırlayıcı ifadelerin (iki viskozite için minimum ve difüzyon için maksimum) birleştirilmesinin, sabitlerin içinde var olması gereken sınırlı bir aralık veya "biyolojik dostu pencere" sağladığını söylüyor. İlgili biyolojik süreçlerin karmaşıklığı ve çeşitliliği göz önüne alındığında bunun beklenmedik bir sonuç olduğunu iddia ediyor (ancak üç parametrenin sayısal sınırlarını belirlemek için biyokimyacılara ve biyologlara ihtiyaç duyulacağını da ekliyor).

Fred Adams ABD'deki Michigan Üniversitesi'nden Dr. Trachenko'nun temel sabitlere kısıtlamalar getirme konusundaki “yeni” yaklaşımını övüyor. Ancak mevcut biyolojik teorinin izin verilen tüm viskozite aralıklarını hesaplamak için yetersiz olduğunu savunarak bunun benzersiz sınırlar getiremeyebileceği konusunda uyarıyor. "Eğer tam ve kapsamlı bir biyoloji teorimiz olsaydı ve bu teori herhangi bir 'yaşayan' evrendeki viskozitenin belirli bir aralıkta olması gerektiğini gösterseydi, o zaman argüman güçlü olurdu" diyor.

İnce yapı sabiti

Trachenko, viskoziteden türetilen sınırların ötesine geçerek, bu sınırların, yıldızların içinde ağır çekirdek üretme ihtiyacının dayattığı sınırlarla nasıl ilişkili olduğunu da inceledi. Spesifik olarak, ince yapı sabiti (ki bu özellik) arasında gerekli ayarlamayı düşündü. e ve ħ) ve proton-elektron kütle oranı (m_p/m_e). eş zamanlı olarak değiştiğini fark etti. m_e ve m_p veya ħ ve e sıvı parametrelerini değiştirirken yıldız parametrelerini sabit bırakabilir. Başka bir deyişle, farklı temel sabitlere sahip bir evren, sıvılarının tümü en az katran kadar viskoz olmasına rağmen prensipte hâlâ ağır elementler içerebilir; bu da yaşamı yasaklar.

Hesaplamalara göre kuark-gluon plazması su gibi akıyor

Yaşam dostu viskozite için gereken ekstra ayarlamayı erken evrende "aşırılık" olarak tanımlıyor ve sabitlerin kesin değerlerinin en az 10 milyar yıl önce - herhangi bir ipucu bile olmadan çok önce - pişirilmesi gerektiğine işaret ediyor. hayat nasıl görünebilir? "Bu, yemeğin ne olduğuna karar vermeden önce bir şeften enfes bir yemek için doğru malzemeleri almasını istemeye benziyor" diyor.

Onu bunun yerine evrimsel bir mekanizmayı düşünmeye iten şeyin bu içgörü olduğunu söylüyor. Kendisi, bu tür bir mekanizmanın ayrıntılarının, hem sabitlerin nasıl değişebileceği hem de belirli değerlerin diğerlerine tercih edilmesini sağlayacak evrimsel baskının nasıl olacağı açısından bu aşamada yarım yamalak olduğunu kabul ediyor. Yalnızca belirli bir dizi fiziksel sabitin, sağlam özelliklere sahip olması durumunda dayanabilecek yeni bir fiziksel "yapının" ortaya çıkmasını desteklemeye başlayacağını söylüyor.

"Söylediklerimin oldukça kaba olduğunun farkındayım ancak şu anda daha spesifik olacak kadar bilgimiz yok" diyor.

Araştırma şu şekilde açıklanmaktadır: Bilim Gelişmeler.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. Otomotiv / EV'ler, karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• ChartPrime. Ticaret Oyununuzu ChartPrime ile yükseltin. Buradan Erişin.
• Blok Ofsetleri. Çevre Dengeleme Sahipliğini Modernleştirme. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/evolution-may-explain-values-of-the-fundamental-constants/