Et "kvantemirakel" som fører til liv
Av Eric Hedin, 28. mai 2025. Oversatt herfra

Bilde 1. Universet -fra Hubble-teleskop

Et "kvantemirakel" bidro til dannelsen av stabile, nøytrale atomer i universets tidlige historie, noe som muliggjorde den endelige dannelsen av liv. Astrofysiker og vitenskapsskribent Ethan Siegel rapporterer om et eksempel på finjustering som ligger i kvanteegenskapene til det første elementet som ble dannet i universet vårt, hydrogenatomet.

For å til slutt danne stjerner, planeter og liv, er nøytrale atomer en klar forutsetning. Selv om de bare kjernene til de to eller tre letteste elementene hadde dannet seg av lys og en kort periode med kjernefusjon i løpet av de første tre minuttene etter Big Bang, ble stabile nøytrale atomer av hydrogen og helium ikke dannet før omtrent 380 000 år senere.

Hvorfor så lenge?
I Big Bang-modellen, bekreftet nøyaktig av målinger av svartlegemespekteret til mikrobølge-bakgrunnsstrålingen, startet universet varmere og tettere enn kjernen til en stjerne. Høye temperaturer garanterte hyppige, voldsomme kollisjoner mellom partiklene selv og også med det tette havet av høyenergifotoner som skjøt gjennom det omgivende rommet.
For at nøytrale atomer skulle dannes etter hvert som universet utvidet seg og avkjøltes, måtte elektroner kombineres med positivt ladede atomkjerner, bestående av protoner (hydrogen), eller to protoner og to nøytroner (helium). Elektroner hadde tidligere blitt dannet av lys, gjennom transformasjonen av høyenergifotoner til materie-antimaterie-par av elektroner og antielektroner.

Et separat og avgjørende finjusteringsmysterium resulterte i et tilsvarende antall elektroner som protoner, noe som ga oss universell elektrisk nøytralitet. Dette er egentlig ganske bemerkelsesverdig, siden protoner og elektroner er helt forskjellige klasser av elementærpartikler, og elektroner, som er 1836 ganger mindre massive enn protoner, fortsatte å dannes fra energi etter at produksjonen av protoner allerede hadde opphørt.

Slik beskriver Siegel -lenke vanskeligheten med å danne stabile nøytrale atomer i det utviklende universet:
"I det varme, tidlige universet, når atomkjerner først er blitt dannet, er det enkelt å lage et nøytralt atom, men det vil ikke vare lenge. ødeleggelsen av det nøytrale atomet og omdannelsen av det tilbake til en bar kjerne og frie elektroner er både uunngåelig og rask ..."
ødeleggelsen av nøytrale atomer skjer når elektronet/elektronene deres sparkes fri igjen ("ioniseres") av fotoner som sendes ut under elektronfangstprosessen. Så forsinkelsen i dannelsen av nøytrale atomer stammer fra det varme miljøet, fylt med energiske fotoner, og det faktum at de samme fotonene som sendes ut under dannelsen av ett nøytralt atom kan føre til eksitasjon av et annet atom, noe som gjør det mer sårbart for reionisering.

Her er "miraklet"
Det finjusterende "kvantemiraklet" som legger til rette for dannelsen av nøytrale atomer, kortslutter rotteracet av elektronfangst og reionisering ved å bruke en enveis, totrinnsprosess der de to fotonene som sendes ut i elektronfangsten er for svake til å bidra til reioniseringsprosessen. Siegel beskriver de usannsynlige kvanteegenskapene til denne to-foton-overgangen.
"Universet har et triks i ermet: å få en "mirakuløs" kvanteovergang til å skje, en som på overflaten er forbudt av selve kvantefysikkens regler.

Bilde 2. Spekter fra bakgrunnsstråling

Hvis det ikke fantes atomer i det hele tatt, ville det ta over en milliard år å få universet til å bli gjennomsiktig for lys. Hvis det ikke var for den kvantemekaniske muligheten for å ha en to-foton-overgang, ville det ha tatt nesten en million år for universet å bli gjennomsiktig for å danne nøytrale atomer og bli gjennomsiktig for lys. Men med kvantemekanikkens faktiske lover og et univers som har utvidet seg og avkjølt seg siden Big Bang, er det bare 380 000 år før praktisk talt alle atomene i det blir nøytrale og stabile…."
Andre forskere -lenke, når de beskriver bidraget til dannelsen av nøytrale atomer via to-fotonemisjonsprosessen, bemerker at den paradoksalt nok dominerer resultatet, selv om den går 100 millioner ganger saktere enn den mer enkle enkeltfoton-overgangen (Lyman-α).
"Det er på grunn av disse svært spesielle omstendighetene at 2s ↔ 1s to-foton-forfallsprosessen, som er ~10^8 størrelsesordener senere enn Lyman-α-resonansovergangen, er i stand til å kontrollere dynamikken i kosmologisk hydrogenrekombinasjon i vesentlig grad…."

Blasert om livet
Så, gjennom en subtil kvanteovergang i hydrogenatomdannelsesprosessen, fikk universet vårt et forsprang på hundretusenvis av år på den lange veien som førte til forhold som var egnet for å opprettholde liv. Merkelig nok, etter å ha omtalt denne konspirasjonen av kvantemekanikk som et "kvantemirakel", ser det ut til at Siegel overser det større mirakelet som er tydelig i selve livets fremvekst. Etter å ha vekket vår interesse for de særegne kvanteprosessene som fører til dannelsen av nøytrale hydrogenatomer, høres han nesten blasert ut når det gjelder liv og intelligens.

"Tilstedeværelsen av nøytrale atomer legger grunnlaget for dannelsen av de første stjernene. Når gravitasjon, kjernefusjon og tid gjør sine ting, kan planeter, liv og komplekse organismer oppstå. Og når intelligent liv kommer inn i bildet, blir det i stand til å rekonstruere det som skjedde alle disse milliarder av år tidligere. På en veldig reell måte er menneskeheten det mest bemerkelsesverdige eksemplet vi har på at universet blir bevisst og forstår seg selv."

Bilde 3. Ekstremt liten sannysnlighet for naturlig liv

Her har vi et uheldig eksempel på en intelligent vitenskapsmann som trekker uberettigede konklusjoner, som strekker seg eksponentielt utover tilgjengelige data og de kjente begrensningene i naturalisme. Forutsetningen om naturlige prosesser som fører fra hydrogengass til liv til menneskelig bevissthet representerer tilsynelatende en dypt forankret blind flekk for mange materialister, som heller ikke vil se det som er foran øynene deres. Likevel fortsetter naturen å avsløre bevis på finjustering og design for alle som bryr seg om å legge merke til det.

Eric Hedin -bilde 4.

Eric R. Hedin fikk sin doktorgrad i eksperimentell plasmafysikk fra University of Washington, og gjennomførte post-doktorgradsforskning ved Royal Institute of Technology i Stockholm, Sverige. Han har undervist i fysikk og astronomi ved Taylor University og Ball State University i Indiana, og ved Biola University i Sør -California. Hos Ball State fokuserte hans forskningsinteresser på beregning innen nano-elektronikk og høyere dimensjonal fysikk. Hans BSU -kurs, vitenskapens grenser, vakte nasjonal medieoppmerksomhet. Dr. Hedins nylige bok, Canned Science: What Some Atheists Don't Want You to See, fremhever vitenskapelige bevis som peker på design.

Oversettelse, via google oversetter, og bilder ved Asbjørn E. Lund