Kleine Zahlen können Größen von Objekten im Universum Vorhersagen.

Ein paar Zahlen könnte verwendet werden, um die Größe der Objekte im Universum große und kleine vorherzusagen, sagen Forscher.

Das Papier, veröffentlicht am 27. Januar in der Fachzeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences, zeigt, dass eine Handvoll von Fundamentalkonstanten, wie die Geschwindigkeit des Lichts oder die Ladung eines Elektrons, konnte vorhersagen, alles von der höchste mögliche Berg auf einem Planeten zu einem Neutronenstern Größe, wie Menschen gehen.

"Was wir tun wollte, ist das physische Argument zusammenzubringen, die zeigt, dass eine Zahl, die in der Regel verwendet werden im Rahmen von Laborversuchen, oder Dinge in der kleinen, kann sogar die größten Dinge in unserem Universum informieren", sagte Studie Co-Autor Adam Burrows, ein Physiker an der Princeton University. [Die 9 massivsten Zahlen in Existenz]

Universelle Konstanten

Alles im Universum gehorcht die grundlegenden Gesetze der Natur, und ein paar physikalische Konstanten auftauchen in viele der Gesetze. In der Tat argumentieren einige Forscher sogar, dass das Universum Mathematik besteht.

Die Idee, dass ein paar kritische Zahl verwendet, um vorherzusagen, das Verhalten von größeren Objekten ist nicht neu; Seit den 1970er Jahren haben Wissenschaftler die minimalen und maximalen Größen von Sternen mit einigen dieser konstanten voraus.

Aber das Ausmaß, inwieweit diese Technik nützlich sein könnte, war nicht vollständig erforscht.

Dazu zeigte Burrows und Kollege Jeremiah Ostriker, Astrophysiker an der Princeton University, mathematische Gleichungen wie Konstanten verwendet werden könnte, um eine Vielzahl von Vorhersagen über das Ausmaß von Objekten groß und klein im ganzen Universum zu machen. Die konstanten wurden Plancksche Konstante, die die Beziehung zwischen Energie und Wellenlänge bestimmt; Newtons Gravitationskonstante; die Geschwindigkeit des Lichts; die grundlegenden Ladung eines Elektrons; und die Massen der Proton, Elektron und ein subatomares Teilchen genannt ein Pion.

Das Team zeigte, dass diese physikalischen Konstanten alles von den minimalen und maximalen Massen von Neutronen- und weißer Zwerg Sterne, um die maximale Masse eines felsigen Planeten, um die charakteristische Masse einer Galaxie voraussagen könnte. Diese Prognosen halten, um in einer Größenordnung oder einen Faktor von 10.

Das ist besonders erstaunlich, da viele der konstanten absurd winzigen Zahlen sind: eine Planck-Länge, die Plancksche Konstante, z. B. abgeleitet werden kann ist 1,6 mal 10 ^ minus 35 Meter (35 Nullen gefolgt von einem 16 Nachkommastellen).

Darüber hinaus Himmelskörper

Die Technik ist nicht beschränkt auf astronomische Körper. Zum Beispiel sagte der Bohr-Radius, die etwa die Größe eines Atoms ist, kann verwendet werden, um die Größe des höchsten Berges auf einem bestimmten Planeten vorherzusagen, Burrows.

"Am Fuße des Berges Sie würde haben Druck, desto höher den Berg je größer der Druck," Burrows sagte. An einem bestimmten Punkt wird "das Gestein aufgrund des Drucks, bestimmt durch die Atomphysik fließen."

Ähnliche physikalische Konstanten verwendet werden können, um herauszufinden, den Grundumsatz für das Leben, sagte Burrows.

"Wir alle ca. 3 Milliarden Herzschläge [im Leben] ob wir Vögel oder Menschen sind", sagte Burrows.

Und die Analyse könnte auch weitere Gedankenexperimente, wie wie die Dinge anders sein könnten, wenn die universellen Gesetze wie Schwerkraft dramatisch verändert. Zum Beispiel sagte einige Kombinationen der konstanten bedeuten, dass bestimmte Sterne existieren könnten, Burrows.

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