آیا کیهان برای زندگی تنظیم شده است؟ گروهی از فیزیکدانان شرایط لازم برای تشکیل کربن و اکسیژن، دو عنصر در کیهان که اساسِ زندگی هستند را بررسی کرده اند. آنها دریافتند که به جهت پشتیبانی از زندگی، کیهان فرصت زیادی برای اشتباه ندارد.
به گزارش بیگ بنگ، دین لی، فیزیکدان ایالت کارولینای شمالی گفت: «حالتِ هویلِ کربن ( ۱ ) در واقع keV است. اگر انرژی در حالتِ هویل ۴۷۹ keV یا بیشتر از سه ذره ی آلفا بود، آنگاه میزان کربن تولید شده برای یک زندگیِ مبتنی بر کربن بسیار کم بود.» وی افزود: «اگر انرژی در حالتِ هویل ۲۷۹ keV از سه ذره ی آلفا بود، آنگاه کربن به فراوانی وجود داشت. اما، ستارگان در چرخه ی زندگی، هلیوم خود را خیلی زودتر به کربن تبدیل می کردند. در نتیجه، ستارگان مدت کافی برای تولیدِ اکسیژن در چرخه ی حیات نداشتند.
در شبیه سازی های شبکه ای مان متوجه شدیم که بیش از ۲ یا ۳ درصد تغییر در جرمِ کوارک نور منجر به ایجاد مشکلاتی در فراوانیِ کربن یا اکسیژن در کیهان می شود.» هم کربن و هم اکسیژن زمانی ایجاد می شوند که هلیوم در درون ستارگان سرخ غول پیکر می سوزد. کربن-۱۲ ( ۲ ) عنصر ضروریِ که همگان از آن ساخته شده ایم فقط زمانی تشکیل می شود که سه ذره ی آلفا یا هسته های هلیوم -۴ بصورت بسیار خاصی به یکدیگر پینود بخورند. کلیدِ این تشکیل، حالت برانگیخته ی کربن-۱۲ بنام حالتِ هویل است و دارای انرژی بسیار خاصی است – در ۳۷۹ keV (یا ۳۷۹,۰۰۰ الکترون ولت) بیش از انرژی سه ذره ی آلفا اندازه گیری می شود. اکسیژن با ترکیب ذره ی دیگرِ آلفا و کربن تشکیل می شود.
گروه بین المللی – لی و همکاران آلمانی اش اِوگنی اِپلبائوم، هِرمن کِربز، تیمو لائد و اولف – جی میسنر – قبلأ وجود و ساختار حالتِ هویل را با شبکه ای عددی اثبات کردند، این شبکه محققان را قادر ساخت تا چگونگی تعامل پروتون ها و نوترون ها را شبیه سازی کنند. این پروتونها و نوترونها متشکل از ذرات ابتدایی به نام کوارک هستند. جرم کوارکِ نور یکی از پارامترهای اساسی در طبیعت است و این جرم بر انرژی ذرات تأثیر می گذارد. در محاسباتِ جدیدِ این شبکه که در مرکز ابرکامپیوتر Juelich انجام شد، فیزیکدانان دریافتند که فقط اختلاف اندکی در جرم کوارک نور موجب تغییر انرژی حالت هویل می شود و این امر به نوبت تولید کربن و اکسیژن را به گونه ای تحت تأثیر قرار می دهد که زندگی هرگز بصورت کنونی امکانپذیر نبود.
نتیجه این تحقیقات در Physical Review Letters منتشر شده است.
پی نوشت:
۱- هویل، ستاره‌شناس بریتانیایی در سال ۱۹۵۴، بیان کرد که کربن-۱۲ دارای یک حالت برانگیخته می‌باشد که تا قبل از این دیده نشده است. ایده به این صورت بود که کربن-۱۲ به سرعت این حالت را تشکیل می‌دهد و سپس به حالت پایه واپاشی کرده و در این فرآیند میزان ۷.۶ MeV انرژی آزاد می‌کند. این حالت برانگیخته سه سال بعد توسط پژوهشگرانی در مؤسسه فناوری کالیفرنیا هنگام انجام آزمایش‌های مربوط به واپاشی بتا‌زای بورون-۱۲مشاهده شد.
۲- کربن-۱۲(Carbon-12) فراوان‌ترین ایزتوپ پایدار عنصر کربن است، که ۹۸.۸۹% کربن را تشکیل می‌دهد؛ و تشکیل شده از ۶ پروتون ۶ نوترون و ۶ الکترون. برطبق قرارداد جرم اتمی این عنصر دقیقاً ۱۲ برابر AMU است و یک مول از آن ۱۲ گرم جرم دارد.
Read More : http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2013/08/carbon-12
