其他宇宙中的核过程:改变弱力强度
宇宙学与河外天体物理
2018-10-17 v1 星系天体物理
摘要
受物理定律在时空其他区域可能不同的启发,我们考虑弱相互作用更强或更弱于观测值的宇宙中的核过程。我们聚焦于大爆炸核合成(BBN)与恒星演化两方面的物理。对于足够无效的弱相互作用,中子在 BBN 期间不衰减,且重子-光子比 必须更小,以便质子在不被并入更大原子核的情况下存活。对于更强的弱相互作用,中子在 BBN 开始之前便已衰变,早期宇宙留下近乎纯氢的组成。我们随后考虑由 BBN 产生的不同核组成、大范围的弱力强度以及给定宇宙中全部恒星质量范围内的恒星结构与演化。我们描绘了支持可工作恒星的该参数空间范围,并确定不同 regime 下的主导核反应。当弱力足够弱时,氘燃烧主导恒星的能量产生,而在弱力远强于我们宇宙的 regime 中,质子-质子燃烧为氦-3 占主导。尽管这些宇宙中的恒星有些不同,它们具有可比的表面温度、光度、半径和寿命,因此此类宇宙的广大范围仍可能宜居。
引用
@article{arxiv.1809.05128,
title = {Nuclear Processes in Other Universes: Varying the Strength of the Weak Force},
author = {Alex R. Howe and Evan Grohs and Fred C. Adams},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.05128},
year = {2018}
}
备注
23 pages, 14 figures, Accepted to Phys.Rev.D