Por que universos alternativos também podem sediar a vida em torno de suas estrelas - Mistérios do Universo

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14 de outubro de 2018

Por que universos alternativos também podem sediar a vida em torno de suas estrelas

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Estrelas com planetas que abrigam vida podem existir em outros universos? Nos reinos onde a força por trás da decadência radioativa é mais forte ou mais fraca que em nosso cosmos, tais sistemas estelares podem ser lugares habitáveis ​​para a vida como a conhecemos.  


As leis da física em nosso Universo incluem uma série de constantes fundamentais, como a velocidade da luz. No entanto, muitos modelos científicos permitem a existência de um vasto conjunto de universos chamado multiverso, que pode incluir lugares onde as leis da física diferem.



Muitos pesquisadores sugeriram anteriormente que variações suficientemente grandes nas leis da física resultariam em universos sem vida, de modo que apenas pequenas diferenças nas constantes fundamentais seriam permitidas. Para examinar essa ideia ainda mais, os astrofísicos examinaram universos em que as forças nucleares poderiam diferir e especularam sobre a potencial habitabilidade desses locais alternativos. 



"Não sabemos se existem outros universos e, se o fazem, quase certamente não podemos observá-los", disse Alex Space, principal autor do estudo, astrofísico da Universidade de Michigan, em Ann Arbor. Ainda assim, "ao fazer este experimento mental, estamos ajudando a responder a uma questão fundamental - nosso universo tem que ser do jeito que é, ou por que deveria ser? Ao fazer isso, aprendemos mais sobre nosso próprio universo", disse Howe.
Os cientistas se concentraram na interação fraca, também conhecida como força fraca e força nuclear fraca. Essa força é responsável pelo decaimento radioativo - por exemplo, faz com que os nêutrons se decompõem em prótons, elétrons e partículas eletricamente neutras conhecidas como antineutrinos de elétrons.

Uma maneira fundamental de os cientistas medirem a habitabilidade foi avaliar se os mundos desses universos poderiam hospedar água líquida em suas superfícies. Há vida virtualmente onde quer que haja água líquida na Terra, então a busca por vida fora da Terra geralmente se concentra na água. 

Pesquisas anteriores descobriram que um universo onde a força fraca está totalmente ausente ainda pode ser habitável No novo estudo, os pesquisadores examinaram cenários em que a força fraca ainda estava presente, mas mais fraca do que em nosso universo, assim como os casos em que ela era mais forte. 

Em universos com uma força fraca mais forte, os nêutrons decairiam mais rapidamente, então o universo inicial nesse cenário seria quase desprovido de hélio, disseram os pesquisadores. Isso é bom quando se trata de níveis de água no Universo, porque a água é composta de hidrogênio e oxigênio.

Em universos com uma força fraca mais fraca, os nêutrons decairiam mais lentamente, levando a mais hélio. Para qualquer hidrogênio sobreviver sem ser incorporado em núcleos atômicos maiores, os cientistas descobriram que uma constante fundamental diferente teria que ser menor. Em outras palavras, a proporção de bárions, que inclui prótons e nêutrons, para os fótons, dos quais a luz é feita, teria que diminuir.

A força fraca também desempenha um papel em como as estrelas fundem o hidrogênio em átomos de hélio, o que pode influenciar o quão brilhantes, quentes, grandes e longevas são as estrelas. Além disso, a força fraca controla a frequência com que os neutrinos interagem com a matéria regular, o que por sua vez afeta a forma como a energia é drenada do interior das estrelas. 

Universos com uma força fraca mais fraca teriam estrelas com mais deutério, que é um átomo de hidrogênio com um nêutron extra dentro de seu núcleo. Estrelas ricas em deutério seriam maiores, mais brilhantes e mais vermelhas do que estrelas equivalentes em nosso universo, lembrando as estrelas gigantes vermelhas de nosso cosmos.

Universos com uma força fraca mais forte teriam estrelas com mais hélio-3, que é um átomo de hélio sem um nêutron do seu núcleo. Essas estrelas seriam ligeiramente mais brilhantes e maiores em diâmetro do que estrelas equivalentes em nosso universo e teriam uma vida útil modestamente mais curta, embora tivessem temperaturas semelhantes.

Embora as estrelas nesses universos sejam um pouco diferentes das nossas, suas temperaturas de superfície comparáveis, luminosidades, diâmetros e vidas significam que esses universos permaneceriam potencialmente habitáveis ​​em uma ampla faixa de forças para a força fraca, de acordo com os pesquisadores.

"O mais surpreendente para mim foi que, na maioria dos universos possíveis, as estrelas ainda funcionam de um jeito ou de outro", disse Howe. "Em muitos universos possíveis, as estrelas teriam ciclos de vida mais complexos que os nossos ou poderiam ser mais favoráveis ​​à vida".

Embora pareçam serenas e silenciosas do nosso ponto de vista na Terra, as estrelas são, na verdade, bolas de plasma violento.

Em suma, "na minha opinião, a implicação mais importante é que existem muitas maneiras diferentes de um universo poder funcionar e ainda sustentar a vida, não apenas a física da nossa", disse Howe.

Pesquisas futuras podem examinar universos com diferentes forças da força nuclear forte, a mais forte força conhecida entre as partículas, que liga prótons juntos em núcleos atômicos, apesar de sua repulsa mútua, disse Howe.

Os cientistas detalharam suas descobertas online em 13 de setembro em um estudo aceito pela revista Physical Review D.

Via: Space
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