Les forces nucléaires dans l’univers

De même, si la force nucléaire puissante était moins puissante, les étoiles pourraient continuer à fonctionner en l'absence de deutérium stable. Un certain nombre de processus différents fournissent des chemins par lesquels les étoiles peuvent générer de l’énergie et synthétiser des éléments lourds. Au cours de la première partie de leur vie, les étoiles se contractent lentement, leur noyau central devient de plus en plus chaud et dense, et elles luisent avec la puissance du soleil. Les étoiles de notre univers deviennent finalement suffisamment chaudes et denses pour déclencher la fusion nucléaire, mais dans des univers alternatifs, elles pourraient poursuivre cette phase de contraction et générer de l'énergie en perdant de l'énergie potentielle gravitationnelle. Les étoiles les plus anciennes pourraient briller avec une puissance comparable à celle du soleil pendant un milliard d'années, peut-être assez longtemps pour que l'évolution biologique se produise. Pour des étoiles suffisamment massives, la contraction s'accélérerait et deviendrait un effondrement catastrophique. Ces corps stellaires iraient essentiellement en supernova. Leurs températures et densités centrales augmenteraient à un tel point valeurs que les réactions nucléaires allumeraient. De nombreux types de réactions nucléaires se produiraient au cours de la mort de ces étoiles. Ce processus de nucléosynthèse explosive pourrait fournir à l’univers des noyaux lourds, malgré l’absence de deutérium. Une fois qu'un tel univers produit des traces d'éléments lourds, les générations futures d'étoiles ont encore une autre option pour la combustion nucléaire. Ce processus, appelé cycle carbone-azote-oxygène, ne nécessite pas de deutérium en tant qu'état intermédiaire. Au lieu de cela, le carbone agit comme un catalyseur pour stimuler la production d’hélium. Ce cycle fonctionne à l'intérieur du soleil et fournit une petite fraction de sa puissance totale. En l'absence de deutérium stable, le cycle carbone-azote-oxygène dominerait la production d'énergie. Et cela n'épuise pas les options en matière de production d'énergie nucléaire. Les étoiles pourraient également produire de l'hélium par le biais d'un processus à trois nucléons à peu près analogue à celui à trois alpha de la production de carbone. Les étoiles ont donc de nombreux canaux pour fournir de l’énergie et des noyaux complexes dans des univers alternatifs. Un quatrième exemple d'ajustement concerne la formation de galaxies et d'autres structures à grande échelle. Ils ont été ensemencés par de petites fluctuations de densité produites au tout début du temps cosmique. Une fois que l’univers s’est suffisamment refroidi, ces fluctuations ont commencé à s’intensifier sous l’effet de la gravité, et des régions plus denses ont fini par devenir des galaxies et des amas de galaxies. Les fluctuations ont commencé avec une faible amplitude, notée Q, égale à 0,00001. L’univers primitif était donc incroyablement lisse: la densité, la température et la pression des régions les plus denses et des régions les plus raréfiées étaient identiques à quelques centièmes près. La valeur de Q représente une autre instance possible de réglage fin dans l'univers. Si Q avait été inférieur, il aurait fallu plus longtemps pour que les fluctuations deviennent suffisamment fortes pour devenir des structures cosmiques, et les galaxies auraient eu des densités plus faibles. Si la densité d'une galaxie est trop faible, le gaz dans la galaxie est incapable de refroidir. Il pourrait ne jamais se condenser en disques galactiques ou se fondre en étoiles. Les galaxies à faible densité ne sont pas des habitats viables pour la vie. Pire encore, un délai suffisant aurait pu empêcher la formation de galaxies. Il y a environ 4 milliards d'années, l'expansion de l'univers a commencé à s'accélérer et à séparer la matière plus rapidement qu'elle ne pouvait s'agglomérer - changement de rythme généralement attribué à une mystérieuse énergie noire. Si Q avait été trop petit, l'effondrement des galaxies aurait pu prendre si longtemps que l'accélération aurait commencé avant la fin de la formation de la structure et que la croissance aurait été supprimée. L'univers aurait pu être dépourvu de complexité et sans vie. Afin d'éviter ce sort, la valeur de Q ne peut être inférieure d'un facteur 10.