Nowatorski model teoretyczny oparty na uniwersalnej ekspansji i powstawaniu gwiazd sugeruje, że w naszym wszechświecie mogą nie występować optymalne warunki do życia.
Pomimo zaobserwowanej mniej korzystnej gęstości ciemnej energii życie jest nadal możliwe, co podważa poprzednie modele kosmologiczne i zmienia nasze spojrzenie na nasze egzystencjalne znaczenie.
Nowy model teoretyczny szacuje prawdopodobieństwo rozwoju inteligentnego życia w naszym Wszechświecie – i we wszystkich hipotetycznych wszechświatach poza nim – powtarzając aspekty dobrze znanego równania Drake’a.
Równanie Drake’a, opracowane przez amerykańskiego astronoma dr Franka Drake’a w latach 60. XX wieku, miało na celu obliczenie liczby wykrywalnych cywilizacji pozaziemskich w naszym Droga Mleczna galaktyka.
Teraz, ponad 60 lat później, zespół astrofizyków pod przewodnictwem Uniwersytetu w Durham wprowadził inny model. Zamiast skupiać się na cywilizacjach pozaziemskich, model ten bada warunki powstałe w wyniku przyspieszonej ekspansji Wszechświata i tempa powstawania gwiazd.
Uważa się, że przyczyną tej ekspansji jest ciemna energia, tajemnicza siła obejmująca ponad dwie trzecie Wszechświata.
Prawdopodobieństwa w wieloświecie
Ponieważ gwiazdy są warunkiem wstępnym pojawienia się życia, jakie znamy, model można wykorzystać do oszacowania prawdopodobieństwa powstania inteligentnego życia w naszym Wszechświecie oraz w wieloświatowym scenariuszu hipotetycznych różnych wszechświatów.
W nowym badaniu nie podjęto próby obliczenia bezwzględnej liczby obserwatorów (tj. inteligentnego życia) we wszechświecie, ale zamiast tego rozważono względne prawdopodobieństwo, że losowo wybrany obserwator zamieszkuje wszechświat o określonych właściwościach.
Obserwacje dotyczące ciemnej energii
Z konkluzji wynika, że typowy obserwator spodziewałby się doświadczyć znacznie większej gęstości ciemnej energii niż obserwowana w naszym własnym Wszechświecie – co sugeruje, że składniki, które zawiera, sprawiają, że jest to rzadki i niezwykły przypadek w wieloświecie.
Podejście zaprezentowane w artykule polega na obliczeniu ułamka zwykłej materii zamienionej w gwiazdy na przestrzeni całej historii Wszechświata, dla różnych gęstości ciemnej energii.
Model przewiduje, że ten odsetek będzie wynosił około 27 procent we wszechświecie, który najskuteczniej formuje gwiazdy, w porównaniu z 23 procentami w naszym Wszechświecie.
Oznacza to, że nie żyjemy w hipotetycznym wszechświecie, w którym istnieje największe prawdopodobieństwo powstania inteligentnych form życia. Inaczej mówiąc, wartość gęstości ciemnej energii, którą obserwujemy w naszym Wszechświecie, nie jest tą, która zgodnie z modelem maksymalizuje szanse na życie.
Wpływ ciemnej energii na nasze istnienie
Główny badacz, dr Daniele Sorini z Instytutu Kosmologii Obliczeniowej Uniwersytetu w Durham, powiedział: „Zrozumienie ciemnej energii i jej wpływu na nasz Wszechświat to jedno z największych wyzwań kosmologii i fizyki podstawowej.
„Parametry rządzące naszym Wszechświatem, w tym gęstość ciemnej energii, mogą wyjaśnić nasze istnienie.
„Jednak co zaskakujące, odkryliśmy, że nawet znacznie wyższa gęstość ciemnej energii nadal byłaby zgodna z życiem, co sugeruje, że być może nie żyjemy w najbardziej prawdopodobnym z wszechświatów”.
Życie i dynamika ekspansji Wszechświata
Nowy model może pozwolić naukowcom zrozumieć wpływ różnych gęstości ciemnej energii na powstawanie struktur we Wszechświecie i warunki rozwoju życia w kosmosie.
Ciemna energia sprawia, że Wszechświat rozszerza się szybciej, równoważąc przyciąganie grawitacyjne i tworząc wszechświat, w którym możliwa jest zarówno ekspansja, jak i tworzenie struktur.
Odkrywanie życia w różnych wszechświatach
Jednak aby życie mogło się rozwinąć, musiałyby istnieć obszary, w których materia może zlepiać się, tworząc gwiazdy i planety, i musiałaby pozostać stabilna przez miliardy lat, aby umożliwić ewolucję życia.
Co najważniejsze, badania sugerują, że astrofizyka powstawania gwiazd i ewolucja wielkoskalowej struktury Wszechświata łączą się w subtelny sposób, aby określić optymalną wartość gęstości ciemnej energii potrzebnej do wygenerowania inteligentnego życia.
Profesor Lucas Lombriser z Université de Genève i współautor badania dodał: „Ekscytujące będzie wykorzystanie tego modelu do badania pojawiania się życia w różnych wszechświatach i sprawdzania, czy należy odpowiedzieć na niektóre fundamentalne pytania, które sobie zadajemy na temat naszego własnego Wszechświata. ponownie zinterpretowany.”
Wyjaśnienie równania Drake’a
Równanie doktora Drake’a było raczej wskazówką dla naukowców, jak szukać życia, a nie narzędziem do szacowania lub poważną próbą ustalenia dokładnego wyniku.
Jego parametry obejmowały roczne tempo powstawania gwiazd w Drodze Mlecznej, odsetek gwiazd z krążącymi wokół nich planetami oraz liczbę światów, na których potencjalnie mogłoby istnieć życie.
Dla porównania nowy model łączy roczne tempo powstawania gwiazd we Wszechświecie z jego podstawowymi składnikami, takimi jak wspomniana gęstość ciemnej energii.
Badanie, które zostało sfinansowane przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych i w którym uczestniczyli także naukowcy z Uniwersytetu w Edynburgu i Université de Genève, zostało dziś opublikowane w czasopiśmie Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
Odniesienie: „Wpływ stałej kosmologicznej na przeszłe i przyszłe powstawanie gwiazd” 12 listopada 2024 r., Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
DOI: 10.1093/mnras/stae2236
