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¿Cambiando el acoplamiento electromagnético y el fuerte en conjunto?

Se ha dicho que si $\alpha$ si aumentara sólo un poco, la vida sería imposible debido a la falta de producción de carbono en las estrellas, y si se aumenta demasiado, la repulsión electrostática haría inestable todo núcleo mayor que el hidrógeno.

Pero, en la línea del Universo débil modelo, ¿podrían resolverse esos problemas ajustando otros parámetros para compensarlos? Por ejemplo, ¿podría aumentarse la intensidad de la fuerza nuclear fuerte, o reducirse las masas de los quarks (y, por tanto, de los piones) para aumentar el rango de la fuerza residual, con el fin de mantener la estabilidad de los isótopos más pesados y, al mismo tiempo, aumentar $\alpha$ ?

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Jos Gibbons Puntos 190

Si bien un universo débil evita las desintegraciones beta en un núcleo, éste puede seguir siendo inestable debido a la posibilidad de emitir protones o neutrones. Dado que la fuerza fuerte presenta un decaimiento más rápido que el inverso del cuadrado, no puede compensar la repulsión electromagnética entre protones a menos que (i) su $\alpha$ es mayor que la del electromagnetismo, o (ii) hay muchos neutrones que sirven de pegamento nuclear. Dado que los nucleones no pueden cambiar de especie en un universo sin debilidad -en particular, el neutrón sería estable, en lugar de tener una vida media de $15$ minutos - los neutrones primordiales persistirían.

En nuestro universo, la formación del helio se produce en las etapas $2\,{}^1\text{H}^+\to{}^2\text{He}^{2+}\to{}^2\text{H}^++\text{e}^++\nu_\text{e}$ (lo que sería problemático con $\alpha_\text{EM}\ge\alpha_\text{S}$ porque (i) el helio-2 no debería tener suficiente energía de enlace para formarse incluso como especie transitoria y (ii) hemos asumido que las desintegraciones beta están fuera de los límites, por lo que no podemos producir deuterio de esta manera), $\text{e}^++\text{e}^-+2\gamma$ (no hay problema), ${}^1\text{H}^++{}^2\text{H}^+\to{}^3\text{He}^{2+}+\gamma$ (pero dudo que en este escenario un solo neutrón sea suficiente para estabilizar el helio) y $2\,{}^3\text{He}^{2+}\to{}^4\text{He}^{2+}+2\,{}^1\text{H}^+$ (pero cuanto más breve es la existencia del helio-3, más difícil es que dos núcleos del mismo colisionen). Los elementos superiores se forman mediante la unión de dos partículas alfa para formar el berilio-8, y añadiendo sucesivas alfa, hasta llegar al níquel-. $56$ . Otros procesos de descomposición pueden hacer otras especies antes del níquel.

A la mayoría de las objeciones anteriores no les importa si la interacción débil existe. Pero consideremos lo que sucedería en una interacción débil $\alpha_\text{EM}\ge\alpha_\text{S}$ universo. Probablemente veríamos múltiples neutrones fusionándose en neutronio isótopos. Se necesitaría un análisis detallado de esta hipotética física nuclear para ver qué números de neutrones serían magia Por ejemplo, debido a la forma en que forman orbitales, pero hagamos la suposición simplificadora de que se pueden conseguir núcleos bastante grandes, a menudo exotérmicamente. (El hecho de que los núcleos de múltiples neutrones puedan fusionarse facilita la obtención de muchos valores diferentes de $N$ .) A medida que estos núcleos crecen, aumentan gradualmente el número de protones que pueden mantener de forma estable. Las reacciones que añaden protones al neutronio para producir hidrógeno en adelante serían endotérmicas, pero no imposibles. Las estrellas de nuestro universo también contienen fusiones endotérmicas, impulsadas por algunos de los procesos exotérmicos mencionados anteriormente.

Por lo tanto, si el helio, etc., es alcanzable en este escenario, tendrán muchos más neutrones que en nuestro universo. Famoso $\frac{N}{A-N}\approx 1+kA^{2/3}$ determina el óptimo $N$ para un determinado $A$ con $k\propto\tfrac{\alpha_\text{EM}}{\alpha_\text{S}}$ . Su plan es multiplicar $k$ por tanto $137$ más o menos, o tal vez sólo $55$ o sea que si logramos $\alpha_\text{S}\approx1$ en lugar de $\alpha_\text{EM}\approx0.4$ . Evidentemente, esto supone una gran diferencia en los recuentos de neutrones. Por desgracia, sólo habría un número determinado de neutrones primordiales por protón primordial, por lo que las cantidades de elementos post-hidrógeno serían muy bajas. La mayoría de los protones persistirían como hidrógeno, como en nuestro universo (aunque probablemente con más deuterio, ya que al hidrógeno no le importará demasiado cuántos neutrones tiene), mientras que el segundo elemento más abundante sería probablemente el neutronio. La química, por supuesto, quedaría para los elementos distintos del neutronio (a menos que se argumente iones de electrólido (electrones) son de neutronio- $0$ ).

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