Добавить новость
ru24.net
News in English
Ноябрь
2024

Many physicists argue the universe is fine-tuned for life – findings question this idea

0

Physicists have long grappled with the question of why the universe was able to support the evolution of intelligent life. The values of the many forces and particles, represented by some 30 so-called fundamental constants, all seem to line up perfectly to enable it.

Take gravity. If it were much weaker, matter would struggle to clump together to form stars, planets and living beings. And if it were stronger, that would also create problems. Why are we so lucky?

Research that I recently published with my colleagues John Peacock and Lucas Lombriser now suggests that our universe may not be optimally tailored for life. In fact, we may not be inhabiting the most likely of possible universes.

We particularly studied how the emergence of intelligent life is affected by the density of “dark energy” in the universe. This manifests as a mysterious force that speeds up the expansion of the universe, but we do not know what it is.

The good news is that we can still measure it. The bad news is that the observed value is way smaller than what we would expect from theory. This puzzle is one of the biggest open questions in cosmology, and was a primary motivation for our research.

Anthropic reasoning

We tested whether “anthropic reasoning” may offer a suitable answer. Anthropic reasoning is the idea that we can infer properties of our universe from the fact that we, humans, exist. In the late 80s, physics Nobel laureate Steven Weinberg discussed a possible anthropic solution for the observed value of the dark energy density.

Weinberg reasoned that a larger dark energy density would speed up the universe’s expansion. This would counteract gravity’s effort to clump matter together and form galaxies. Fewer galaxies means fewer stars in the universe. Stars are essential for the emergence of life as we know it, so too much dark energy would suppress the odds of intelligent life such as humans appearing.

Weinberg then considered a “multiverse” of different possible universes, each with a different dark energy content. Such a scenario follows from some theories of cosmic inflation, a period of accelerated expansion occurring early in the universe’s history.

Weinberg proposed that only a tiny fraction of the universes within the multiverse, whether real or hypothetical, would have a sufficiently small dark energy density to enable galaxies, stars and, ultimately, intelligent life, to appear. This would explain why we observe a small dark energy density – despite our theories suggesting it should be much larger – we simply could not exist otherwise.

Number of stars (white) produced in universes with different dark energy densities. Clockwise from the upper-left panel: no dark energy, same dark energy density as in our universe, 30 and 10 times the dark energy density in our universe. Credit: Courtesy of Oscar Veenema, former undergraduate student at Durham University, now PhD student at Oxford University, CC BY-SA

A potential pitfall in Weinberg’s reasoning is the assumption that the fraction of matter in the universe that ends up in galaxies is proportional to the number of stars formed. Some 35 years later, we know that it is not that simple. Our research then aimed at testing Weinberg’s anthropic argument with a more realistic star formation model.

Counting stars

Our goal was to determine the number of stars formed over the entire history of a universe with a given dark energy density. This boils down to a counting exercise.

First, we picked a dark energy density between zero and 100,000 times the observed value. Depending on the amount, gravity can hold matter together more or less easily, determining how galaxies can form.

Next, we estimated the yearly amount of stars formed within galaxies over time. This followed from the balance between the amount of cool gas that can fuel star formation, and the opposing action of galactic outflows that heat up and push gas outside galaxies.

We then determined the fraction of ordinary matter that was converted into stars over the entire lifetime (past and future) of a certain universe model. This number expressed the efficiency of that universe at producing stars.

Credit: Image readapted from D. Sorini, J. A. Peacock, L. Lombriser, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 535, Issue 2, Pages 1449–1474. Source: https://doi.org/10.1093/mnras/stae2236, CC BY-SA

We then assumed that the likelihood of generating intelligent life in a universe is proportional to its star formation efficiency. As the figure above shows, this suggests that the most hospitable universe contains about one-tenth of the dark energy density observed in our universe.

Our universe is thus not too far from the most favourable possible for life. But it also isn’t the most ideal.

But to validate Weinberg’s anthropic reasoning, we should imagine picking a random intelligent life form in the multiverse, and ask them what dark energy density they observe.

We found that 99.5% of them would experience a larger dark energy density than observed in our universe. In other words, it looks like we inhabit a rare and unusual universe within the multiverse.

This does not contradict the fact that universes with more dark energy would suppress star formation, hence reducing the chances of forming intelligent life.

Marbles in boxes. CC BY-SA

By analogy, suppose we want to sort 300 marbles into 100 boxes. Each box represents a universe, and each marble an intelligent observer. Let us put 100 marbles in box number one, four in box number two and then two marbles in all other boxes. Clearly, the first box contains the single largest number of marbles. But if we pick one marble at random from all boxes, it is more likely to come from a box other than number one.

Likewise, universes with little dark energy are individually more hospitable for life. But life, although more unlikely, can still spawn in the many possible universes with abundant dark energy too – there will still be a few stars in them. Our calculation finds that most observers among all universes will experience a higher dark energy density than is measured in our universe.

Also, we found that the most typical observer would measure a value about 500 times larger than in our universe.

Where does that leave us?

In conclusion, our results challenge the anthropic argument that our existence explains why we have such a low value of dark energy. We could have more easily found ourselves in a universe with a larger dark energy density.

Anthropic reasoning may still be salvaged if we adopt more complex multiverse models. For example, we could allow for the amount of both dark energy and ordinary matter to vary across different universes. Perhaps, the reduced spawning of intelligent life due to a higher dark energy density might be compensated by a higher density of ordinary matter.

In any case, our findings warn us against a simplistic application of anthropic arguments. This makes the dark energy problem even harder to grapple with.

What should we cosmologists do now? Roll up our sleeves and think harder. Only time will tell how we solve the puzzle. However we will do it, I am sure it will be incredibly exciting.

Daniele Sorini, Post Doctoral Research Associate in Cosmology, Durham University

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus




Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом

Группа компаний «ДИАКОН» провела успешную ежегодную конференцию для партнеров в Москве

Сотрудничество с БГТУ: студенты проходят практику в депо «Вязьма»

Письмо с душой из Marins Park Hotel Екатеринбург


First confirmed death during Trump ICE raid is a farmworkers at a California cannabis facility

Trump's cuts force Texas food banks to ration supplies for flood survivors

Son Of British Boxing Legend Retires From The Sport Aged Just 24: “Won’t Be Fighting Again”

ICE is 'supercharging detention' with 'flagrantly unlawful' policy: lawyers


«Искуситель», «Актриса» и «Пиковая дама»: топ 3 спектаклей сентября

Туристический спецпроект «Умные путешествия» стартовал в Подмосковье

The sun of the North

Клинический психолог Юлия Тарибо: каким типам личностей сложно было вместе


I've swapped modern live service games for a browser game that's been running since 2009

Those shadow giants in the distance in Elden Ring Nightreign are over 2 miles tall⁠—almost as big as the Erdtree⁠—and nobody even mentions them in the game

MMORPG Lord Nine: Infinite Class выпустят в Юго-Восточной Азии 31 июля

Гайд на Fuqiu из Etheria Restart: навыки, PvE-билд, расклад в PvP и дубликаты



Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки

Ольга Романив: как вести себя с мужчиной, который нравится

Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом

Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству




Жители Прикамья активно покупают билеты на транспорт в отделениях Почты России

Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки

Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству

Рязанская пара станцевала на Балу Победы в Москве


Многим рискует: юрист сказал, как сидит «золотой» экс-полковник Захарченко

(НЕ)СЕКРЕТНУЮ СЛУЖБУ США ПОДОЗРЕВАЮТ В ПОСТАНОВКЕ СЦЕНЫ ПОКУШЕНИЯ НА ТРАМПА. СЕНСАЦИЯ! Новости. В.В. Путин, Дональд Трамп. Россия, США, Европа могут улучшить отношения и здоровье общества!

«Союз-Аполлон» — вторая встреча над Эльбой. А можем повторить?

Жители Прикамья активно покупают билеты на транспорт в отделениях Почты России


Теннистка Кудерметова впервые в карьере выиграла Уимблдон в парном разряде

Кудерметова завоевала свой первый титул Уимблдона в парном разряде.

«Гордимся!»: Рустам Минниханов отметил успех Вероники Кудерметовой на Уимблдоне

Подмосковный теннисист стал бронзовым призером юниорского Уимблдона


АвтоВАЗ отгружает Lada Iskra дилерам. Цены объявят на этой неделе

Франция предупредила о риске крупного конфликта в Европе к 2030 году

Многим рискует: юрист сказал, как сидит «золотой» экс-полковник Захарченко

Проверить стыковку и показать «разрядку»: полвека назад началась советско-американская миссия «Союз» — «Аполлон»


Музыкальные новости

«По понятиям»: как Любовь Успенская выбирает мужчин

Рэперу Элджею подарили на день рождения болид «Формулы-3» за 10 миллионов рублей

Певец из Узбекистана Шохрух Ганиев примет участие в «Интервидении»

Певцам. Музыкантам. Артистам.



Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству

Клинический психолог Юлия Тарибо: каким типам личностей сложно было вместе

Ольга Романив: как вести себя с мужчиной, который нравится

Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом


"Спартак" со счетом 4:1 разгромил "Спартак" из Суботицы в товарищеском матче

Чемпионат по мини-футболу среди подразделений Росгвардии прошёл в Грозном

В Подмосковье за один вечер молнии три раза ударили в дома

В России снизилась цена вторичного жилья


Красные арки, синяя подсветка. В Москве строят новые пешеходные мосты

Вскрытие без последствий – сервис «Спас-замков»

СМИ: Байкер разбился насмерть в ДТП с машиной на Раменской пойме в Подмосковье

В Москве мужчина ограбил магазин на АЗС, угрожая пистолетом


"Пока Путин не заметит это безобразие": Пономарев резко высказался о легионерах в РПЛ

Путин отметил успех школьников на Международной химической олимпиаде.

В РФ раскрыли замысел Трампа после его попыток шантажировать Путина

Посол Акира Муто: Япония будет приветствовать возможную встречу Путина и Трампа





Травмированного на репетиции в цирке Москвы акробата выписали из больницы

Врач-трихолог Мадина Осман: как часто можно делать пересадку волос

Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки

Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом


ВСУ атаковали дронами женщин под Сумами: Били за надпись "Мы русские"


Раскрыто расписание Олимпийских игр 2028 года в Лос-Анджелесе.

«Турбозавры» поучаствовали в Дне московского транспорта

Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству

"Пока Путин не заметит это безобразие": Пономарев резко высказался о легионерах в РПЛ


Лукашенко предложил Петербургу ремонтировать всю белорусскую технику

Лукашенко заявил о необходимости проверки чиновников за манипуляции с ценами.

«Нам в Минске надо учиться». Лукашенко похвалил Беглова за зимнюю уборку Петербурга

Петербургская делегация провела переговоры с президентом Беларуси в Минске



Сергей Собянин: Взяли курс на развитие высокотехнологичного сектора

Сергей Собянин: В Москве появятся три новых пешеходных моста к 2027 году

Собянин встретился с новоселами дома по реновации в Хорошево-Мневниках

Сергей Собянин: роботы и электромашины на страже московских улиц


ГК «АСНА» внедрила систему продвинутой аналитики «Дельта BI»

Платформа Spark.ru - полезное пространство для представителей малого и среднего бизнеса

РЭО запускает акселератор для экологических центров на базе Плехановского университета

Spark.ru - экосистема, объединяющая представителей бизнеса, экспертов и инвесторов


«Союз-Аполлон» — вторая встреча над Эльбой. А можем повторить?

Жители Прикамья активно покупают билеты на транспорт в отделениях Почты России

«Турбозавры» поучаствовали в Дне московского транспорта

Многим рискует: юрист сказал, как сидит «золотой» экс-полковник Захарченко


В городе Барнауле стартовал третий этап смотра-конкурса на звание "Лучшее звено газодымозащитной службы" среди Главных управлений МЧС России

Защищённый планшет Saotron RT-W11J на базе ОС Windows10

Алтайский край оказался в числе регионов-аутсайдеров по доступности вторичного жилья

Фестиваль духовых оркестров пройдет в трех городах Поморья по случаю Дня ВМФ


Симферополь частично остался без света утром 14 июля

Под Симферополем горят десятки гектаров леса

Десятки улиц Симферополя остались без света 14 июля

Феодосия получила 150 миллионов на ремонты дворов - где начнут работы


АвтоВАЗ отгружает Lada Iskra дилерам. Цены объявят на этой неделе

Жители Прикамья активно покупают билеты на транспорт в отделениях Почты России

«Турбозавры» поучаствовали в Дне московского транспорта

Франция предупредила о риске крупного конфликта в Европе к 2030 году












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Уимблдон

Минниханов о победе Кудерметовой на Уимблдоне: мы гордимся!






«Турбозавры» поучаствовали в Дне московского транспорта

Многим рискует: юрист сказал, как сидит «золотой» экс-полковник Захарченко

АвтоВАЗ отгружает Lada Iskra дилерам. Цены объявят на этой неделе

Франция предупредила о риске крупного конфликта в Европе к 2030 году