Viața, așa cum o cunoaștem noi, se bazează pe carbonul și oxigenul ”fabricate” de stele. Dacă ar fi existat numai o mică modificare în masa cuarcilor, din care sunt alcătuiți neutronii și protonii, atunci viața, așa cum o știm, nu ar mai fi fost posibilă.
Carbonul și oxigenul, ca de altfel toate elementele chimice, sunt rezultatul unor reacții de fuziune nucleară produse în stele. În cazul carbonului este nevoie să fuzioneze patru nuclee de heliu 4, care mai poartă numele de particule alfa. Procesul nu este unul direct. Mai întâi fuzionează două nuclee de heliu 4 (două particule alfa) rezultând un izotop instabil al beriliului. Acesta se dezintegrează rapid în două particule alfa. Dar, uneori, până să se producă procesul de dezintegrare, nucleul de beriliu fuzionează cu o particulă alfa (nucleu de heliu 4) și rezultă un nucleu de carbon. Pentru a se produce un nucleu de oxigen este nevoie de încă o particulă alfa care să fuzioneze cu cel de carbon.
Reacțiile de fuziune nucleară în urma cărora sunt produse nuclee de carbon și oxigen.
Nucleele de carbon produse pe calea indicată mai sus, se află într-o stare excitată, numită și starea Hoyle, care corespunde unei anumite valori a energiei nucleului. Valoarea acesteia este bine precizată, de ea depinzând abundența atomilor de carbon din Univers. Nu intru în detalii, nu voi da valori numerice, dar trebuie să rețineți această idee importantă: valoarea energiei stării Hoyle a nucleului de carbon trebuie să aibă o anumită valoare pentru a obține abundența cunoscută a atomilor de carbon din Univers.
Pe de altă parte știm că nucelonii (protonii și neutronii) care formează nucleul atomic sunt, la rândul lor, alcătuiți din câte trei quarcuri. Astfel, protonul este alcătuit din două quarcuri up și un quarc down, iar neutronul din două quarcuri down și un quarc up. Masa acestor quarcuri reprezintă niște constante fundamentale universale.
Structura unui atom, în care se poate vedea și structura internă a nucleonilor.
O echipă de fizicieni alcătuită din americanul Dean Lee and German și germanii Evgeny Epelbaum, Hermann Krebs, Timo Laehde and Ulf-G. Meissner au realizat o modelare matematică ale proceselor de fuziune care duc la apariția nucleelor de carbon, pe care au rulat-o pe un supercomputer de la Centrul Juelich, din Germania. Simularea a fost rulată de mai multe ori, de fiecare dată modificându-se foarte puțin masa cuarcilor care alcătuiesc nucleonii. Rezultatele au fost oarecum neașteptate. O modificare de numai 2-3% în masa quarcilor ar fi modificat masiv abundența carbonului în Univers. Dacă masa lor ar fi fost ar fi fost mai mică, atunci abundența carbonului în Univers ar fi fost foarte mare, dar ar fi fost mult mai sărac în oxigen. Dacă masa lor ar fi fost mai mare, atunci Universul ar fi fost sărac atât în carbon, cât și în oxigen. În ambele situații, viața, așa cum o știm noi, ar fi fost practic imposibilă.
Rezultatele la care a ajuns echipa de fizicieni au fost publicate pe 13 martie în Physical Review Letters, în articolul ” Viability of carbon-based life as a function of the light quark mass” (Viabilitatea vieții bazate pe carbon ca o funcție de masa cuarcilor).
Aceste rezultate vin să confirme ipoteza conform căreiea trăim într-un Univers ale cărui ”legi de funcționare” sunt foarte fin reglate, astfel încât viața să fie posibilă.
Surse: North Carolina State University, Viability of carbon-based life as a function of the light quark mass (Physical Review Letters)
