论无稳定氘宇宙的可居住性
宇宙学与河外天体物理
2017-04-26 v2
摘要
在恒星和早期宇宙中,氘的生成是通往更重原子核之路的第一步。若强相互作用力稍弱,氘将无法稳定存在,许多作者已指出核合成将因此受阻,导致氦无法通过标准反应链生成。受时空其他区域可能具有不同基本常数值这一可能性的启发,本文探讨了无稳定氘宇宙中的恒星演化,并论证此类宇宙仍可维持可居住性。即便在无恒星核合成的宇宙中,恒星仍能形成并通过引力收缩产生能量。我们证明此类恒星可具有足够的光度和寿命以支持生命。初始质量超过钱德拉塞卡质量的恒星无法由简并压支撑,将在收缩阶段结束时发生爆炸。由此产生的爆发性核合成可为宇宙提供部分重元素。我们还探讨了通过三核子反应(大致类似于三α反应)在恒星核心中生成氦的可能性。接着我们证明,即使仅有通过三核子过程或爆发性核合成产生的微量重元素,CNO循环也能运行并使恒星正常工作。最后,我们考察了无稳定氘条件下的宇宙大爆炸核合成,发现仅产生微量氦,其他原子核的丰度甚至更低。通过引力收缩驱动的恒星演化、爆发性核合成、三核子反应以及CNO循环,无稳定氘的宇宙因此具有潜在的可居住性,这与许多先前的主张相反。
引用
@article{arxiv.1612.04741,
title = {On the Habitability of Universes without Stable Deuterium},
author = {Fred C. Adams and Evan Grohs},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.04741},
year = {2017}
}
备注
52 pages, 14 figures, accepted to Astroparticle Physics