عمر کیهان چقدر است؟
برای این که ما وجود داشته باشیم ،کیهان باید دارای بنیاده هایی چون کربن باشد ،که با پختن بنیاده های سبک تر درون ستاره ها تولید می شود .کربن سپس باید به وسیله انفجار ابرنواختری در فضا پراکنده ،و سرانجام به صورت بخشی از یک سیاره در یک نسل نوین سامانه خورشیدی متراکم شود . در سال 1961 ،رابرت دیک ،بحث کرد که این فرآیند حدود 10 میلیارد سال به درازا بکشد بنابراین کیهان دست کم باید 10 میلیارد سال عمر داشته باشد . از سویی دیگر کیهان نمی تواند بسیار بیشتر از 10 میلیارد سال عمر داشته باشد زیرا در آینده دور ،تمامی سوخت ستاره ها مصرف شده خواهد بود ،و ما برای بقای خود به ستاره های داغ نیاز خواهیم داشت .پس کیهان باید حدود 10 میلیارد سال عمر داشته باشد . چنان چه بر پایه داده های امروزی ،انفجار بزرگ حدود 7/13 میلیارد سال پیش رخ داده است.
مشابه بامساله عمر کیهان پیش بینی های اصل بشر بنیادی به جای تعیین مقدار دقیق ،اغلب برای پارامترهای فیزیکی محدوده هایی را معین می کند .گر چه ممکن است وجود مابه مقادیر مشخص و قطعی برای برخی پارامترهای فیزیکی نیازی نداشته باشد ،اما وجود اغلب وابسته به مقادیری است که نباید با آنچه هم اکنون یافته ایم زیاد متفاوت باشند.
برای مثال ،اگر تنها مقدار خروج از مرکز متعادلی چون میان صفر و5/0 ،اجاز زندگی را می دهد ،پس خروج از مرکز 1/0 نباید شگفت مان کند ،زیرا در میان همه سیاره های موجود در کیهان ،شاید درصد بالایی از آن ها خروج از مرکز چنین کوچکی داشته باشند ،ولی اگر ثابت شد که زمین در مداری نزدیک به دایره کامل حرکت می کند و برای مثال با خروج از مرکز معادل 0000000000001/0 ،زمین را به راستی سیاره ای بسیار ویژه می کند و ما را بر می انگیزاند که توضیح دهیم چرا ما خود را در چنین خانه بی قاعده ای برای زندگی می یابیم . این انگاره گاهی اصل میانگی (شرایط نه ممتاز و نه بد ) خوانده می شود.
رویدادی مساعد درباره ریختار مدارهای سیاره ای ،توده خورشید و… پیرامونی خوانده می شوند .زیرا آن ها از ارزش های خوب ناخواسته پیرامون ما برخاسته اند نه از انحرافی در قانون های بنیادین طبیعت . عمر کیهان نیز یک عامل پیرامونی است ،از آن جا که یک زمان پیش تر و یک زمان پس تر در تاریخ کیهان وجود دارند و ما باید تنها در این دوران زندگی کنیم زیرا تنها دورانی است که مساعد برای زندگی است.
اصل بشربنیادی کم توان زیاد بحث برانگیز نیست لذا اصل بشر بنیادی پرتوان پیشنهاد می کند که این واقعیت که ما وجود داریم ،نه تنها بر روی پیرامون ما بلکه روی ریختار و محتوای ممکن قانون های طبیعت محدودیت هایی را تحمیل می کند .ایده این است که تنها خصوصیات ویژه منظومه شمسی ما نیست که به طور عجیبی برای حیات انسان مناسب است ،بلکه خصوصیات کل جهان ما این گونه است که توضیح دادن آن بسیار دشوارتر است.
نیروهای طبیعت بایستی آن چنان می بودند که بنیاده های سنگین تر به ویژه کربن بتوانند از بنیاده های نخستینی ساخته شوند و برای دست کم میلیاردها سال پایدار بمانند .آن بنیاده های سنگین در کوره هایی که ما ستاره می خوانیم شکل گرفتند ،بنابراین نیروها نخست می بایست اجازه دهند ستاره ها و کهکشان ها شکل بگیرند.
با وجود این ،وجود ستاره ها و وجود بنیاده هایی که ما از آن ها ساخته شده ایم در درون آن ستاره ها بسنده نیست . پویایی ستاره ها باید چنان باشد که برخی از آن ها سر انجام منفجر شوند و افزون بر آن چنان دقیق به به شیوه هایی منفجر شوند که بتوانند بنیاده های سنگین تر را در فضا پراکنده کنند . افزون بر این ،قانون های طبیعت باید اجبار کنند که باقیمانده های این فرآیند بتوانند به صورت نسل جدیدی از ستاره ها باز انبوهش یابند ، و پیرامون این ستاره ها سیاره هایی که از بنیاده های سنگین تازه شکل گرفته ساخته شده اند .همان گونه که برخی رویدادهای معین در زمین نخستینی باید رخ می دادند تا ما می توانستیم به وجود بیاییم ،هر حلقه این زنجیره نیز برای موجودیت ما ضروری بوده است . اما در مورد رویدادهای منجر به تکامل کیهان ،چنین فرآیندهایی ناشی از تعادل نیروهای بنیادین طبیعت بوده اند و این میان کنش آن ها بایستی چنان درست می بوده که ما بتوانیم داشته باشیم.
فرد هویل در دهه 1950 باور داشت که همه بنیاده های شیمیایی در سرچشمه از هیدروژن شکل گرفته اند ،که به باور او ذره نخستینی راستین کیهان است .هیدروژن ساده ترین هسته اتمی را دارد که شامل تنها یک پروتون به تنهایی یا در ترکیب با یک یا دو نوترون است .امروز ما می دانیم که اتم های هلیوم ولیتیوم نیز که هسته آن ها دارای دو و سه پرتون هستند ،در مقداری اندک در زمانی که عمر کیهان تنها حدود 200 ثانیه بوده ترکیب شده اند.
زندگی از سوی دیگر ،به بنیاده های پیچیده تری بستگی دارد . اما کربن ،پایه برای کل شیمی ارگانیک و مهم ترین آن ها است تا جایی که تردید وجود دارد که زندگی بتواند خودانگیخته در نبود کربن تکامل یابد .دلیل های این امر فنی هستند ولی با شیوه یکتایی که کربن با بنیاده های دیگر پیوند می خورد ارتباط دارند.
فرآیند آفرینش کربن ، فرآیند سه گانه آلفا خوانده می شود ،زیرا ذره آلفا نام دیگر هسته ایزوتوپ هلیومی است که در این فرآیند دخالت دارد و از آن جا که فرآیند ایجاب می کند که سه تا از آن ها ( سرانجام ) با هم ترکیب شوند .فیزیک متعارف پیش بینی می کند که نرخ تولید کربن از راه فرآیند سه گانه آلفا ،بایستی بسیار کوچک باشد.
در سال 1952 هویل پیش بینی کرد که مجمو ع انرژی های یک هسته بریلیوم و یک هسته هلیوم باید دقیقا برابر با انرژی حالت کوانتومی معینی از ایزوتوپ کربن تولید شده باشد وضعیتی که رزونانس (تشدید)خوانده می شود ،که نرخ یک واکنش هسته ای را بسیار افزایش می دهد . در آن زمان ،چنین سطحی از انرژی ناشناخته بود.
امروز ما می توانیم مدل های رایانه ای بیافرینیم که به ما بگوید چگونه نرخ واکنش سه گانه آلفا بستگی به توان نیروهای طبیعت دارد.چنین محاسباتی نشان می دهد که تغییری به اندکی 5/0 درصد در قدرت نیروی هسته ای پرتوان یا 4 درصد در نیروی الکتریک یا نزدیک به آن ، تمامی کربن یا تمامی اکسیژن موجود در هر ستاره را نابود خواهد کرد و در نتیجه امکان زندگی را آن گونه که ما می شناسیم .پس اگر قانون های کیهان را اندکی تغییر دهید ، شرایط برای موجودیت ما ناپدید می شود.
اگر فرض شود که چند صد میلیون سال در یک مدار پایدار زمان برای تکامل زندگی سیاره ای نیاز است ،پس شمار بعدهای فضا نیز بایستی که برای موجودیت ما ثابت نگه داشته شده بوده باشد .دلیل آن این است که بر پایه قانون های گرانش ،مدار پایدار بیضی فقط در سه بعد امکان پذیر است .مدارهای دایره ای در بعدهای دیگر امکان پذیرند ولی همان طور که نیوتن نگران بود ،ناپایدار هستند . در هر شمار بعدها بجز سه بعد حتی یک آشفتگی اندک مانند کشش سیاره های دیگر ،سیاره را از مدار دایره ای خود خارج می کند و باعث حرکت مارپیچی آن به درون خورشید یا به دور از آن خواهد شد که ما یا سوخته خواهیم شد و یا یخ خواهیم زد . همچنین در بیش از سه بعد ،نیروی گرانش میان دو جسم سریع تر کاهش می یابد تا در سه بعد . در سه بعد نیروی گرانش با دو برابر کردن فاصله یک چهارم می شود ،در حالی که در چهار بعد به یک هشتم ،افت می کند و در پنج بعد به یک شانزدهم کاهش می یابد .در نتیجه در بیش از سه بعد ،خورشید نخواهد توانست در یک حالت پایدار که فشار درونی آن با کشش گرانش در تعادل باشد باقی بماند . خورشید یا از هم خواهد پاشید یا فرو خواهد شکست و یک سیاه چاله را شکل خواهد داد.
قانون های طبیعت سامان هایی را شکل می دهند که بسیار ظریف تنظیم شده اند و اندکی در قانون های طبیعی می توان دستکاری کرد بی این که احتمال زندگی به گونه ای که ما امروز می شناسیم نابود شود. اگر به خاطر زنجیرهای از رویدادهای شگفت انگیز تصادفی همزمان در جزئیات دقیق قانون های فیزیکی نبود ، به نظر می رسد که آدمیان و شکل هایی همانند زندگی هرگز به وجود نمی آمدند.
