De lichtsnelheid bedraagt ongeveer 300.000 km/s. Het is een van de constanten die de natuur ons geeft.
Nu hoorde ik dat als de lichtsnelheid een paar procenten lager was er geen koolstof kon ontstaan en als het een paar procenten hoger was er geen zuurstof kon ontstaan. Maar ik zie de relatie tussen het ontstaan van die elementen en de lichtsnelheid niet.
"
De lichtsnelheid is verbonden met de sterkte van de elektromagnetische krachten. Die sterkte wordt uitgedrukt in experimenteel vaststelbare natuurconstanten, die zijn wat ze zijn; we hebben geen a priori kennis over waarom ze zijn wat ze zijn. Als de elektrostatische aantrekking tussen tegengestelde ladingen en de afstoting tussen gelijkaardige ladingen groter was geweest, dan zou dat impliceren dat de lichtsnelheid groter was geweest; men kan dat ook omdraaien (als de lichtsnelheid groter was, dan zijn de krachten sterker), maar het is de sterkte van de krachten die de eerste oorzaak is.
In atoomkernen zijn twee krachten aan het werk: de elektrostatische afstoting tussen de protonen, en de nucleaire aantrekkingskrachten tussen de kerndeeltjes (protonen en neutronen). Met de huidige krachtsverhoudingen tussen beide kunnen gebonden kerndeeltjes (atomen zwaarder dan waterstof dus) juist bestaan. Als de afstoting relatief iets groter was geweest, dan lukte het niet. Dit is inderdaad heel merkwaardig, en we kunnen het vooralsnog niet anders uitleggen dan in termen van 'het is nu eenmaal zo'. Het gaat dus wel over de relatieve verhoudingen: bij dezelfde elektrostatische kracht en dus lichtsnelheid, maar met zwakkere kernkrachten was het net zo geweest. In die zin is het niet onjuist maar tegelijk toch wat misleidend om alles op de lichtsnelheid te focussen. Met andere woorden, is de volgende uitspraak niet verkeerd: als de lichtsnelheid groter was, en al de rest hetzelfde, dan konden geen gebonden atoomkernen bestaan, geen zuurstof maar ook geen koolstof. Voor lagere snelheden zeker wel.
Daarmee is de dichotomie koolstof/zuurstof in uw vraag niet opgelost. Mijn vermoeden is dat uw stelling verwijst naar een andere merkwaardigheid in het hele verhaal. Waar en hoe ontstaan de elementen? In sterren, en vertrekkend van waterstof en helium. Koolstof en zuurstof bouw je op vanaf heliumkernen, in de kernen van sterren. Een koolstofkern bouw je op met drie heliumkernen, een zuurstofkern met vier. De heliumkernen zijn de legoblokjes in het verhaal, en een muurtje met lego's bouw je blokje per blokje op. Om van een naar drie te gaan, moet je langs twee, en in dit geval is dat een berylliumkern met vier protonen en vier neutronen. Welnu, die is niet stabiel. Je muurtje stort dus steeds in nadat je twee blokjes op elkaar hebt gezet, je geraakt nooit aan drie. Tenzij je snel genoeg een derde blokje erop kan zetten. En dat kan de natuur juist in sterren, weeral door een merkwaardige toevalligheid dat er een resonantie optreedt - in de praktijk een versnelde reactie - met drie heliumkernen samen die sneller dan verwacht een koolstofkern kunnen vormen. En ook het optreden van die resonantie hangt af van de natuurconstanten: indien de elektromagnetische kracht wat zwakker was geweest, zou ze minder goed werken, en een cruciale basisstap in de opbouw van de elementen in sterren zou onmogelijk zijn geweest. Zo zou je dan moeten stoppen bij helium, geen koolstof vormen, maar bij uitbreiding ook geen zuurstof uiteraard.
Een juistere formulering van de stelling lijkt me dus de volgende. Indien de elektrostatische krachten groter waren, zouden elementen zwaarder dan waterstof intrinsiek niet kunnen bestaan. Indien ze zwakker waren, dan zou het in principe wel kunnen, maar dan zouden de processen die van lichte elementen zwaardere maken in sterren, niet werken."
Dat verklaarde al wat meer maar waarom er nu een verschil optreedt tussen koolstof en zuurstof was mij nog steeds niet duidelijk. Daarom hem ik hem mijn volgende nadere verklaring voorgelegd. Ik weet niet of hij erop ingaat dus vandaar dat ik mijn verklaring nog even hier voor leg:
Het blijkt dat voor de vorming van fusiereacties van kernen die zich in een aangeslagen toestand bevinden gemakkelijker verloopt dan de vorming van kernen die zich in de grondtoestand bevind.
Vorming in een aangeslagen nivo kan alleen gebeuren als de fuserende kernen bij elkaar een hoevelheid energie kunnen leveren die vrijwel gelijk is aan de aanslagenergie van één van de hoger energienievos binnen het te vormen element.
De hoeveelheid energie die de twee kernen leveren is gelijk aan hun bewegingsenergie plus de energie die vrijkomt bij fusie. Wanneer de twee fuserende kernen de juiste hoeveelheid energie leveren om een elementkern in een aangeslagen toestand te vormen, is sprake van wat men noemt een resonante kernreactie.
Deze aangeslagen toestand bedraagt voor de koolstofkern 7,67 Mev, en van zuurstof 7,17 Mev.
Omdat de energie die vrijkomt bij de fusie van C + He ongeveer 7,67 Mev (massa+beweging) is dat teveel om een resonantie met een zuurstofkern te vormen.
De ligging van energienivos in atoomkernen wordt bepaald door de waarden van een aantal natuurconstanten zoals: massa van het elektron (me),de constante van Planck (h) en de lichtsnelheid (c). Deze vormen te samen de fijnstructuurconstante van a = hc/2pime =1/137.
Als dan c omlaag gaat wordt de breuk > 1/137 bij verhoging van c < 1/137. Als dat naar verhouding invloed heeft op de waarde van de aangeslagen energietoestand zou het kunnen dat de aangeslagen energietoestand van zuurstof hoger komt te liggen waardoor er wel resonantie optreedt. Maar hoe dat dan weer precies werkt zie ik niet 123.
always schreef:
In atoomkernen zijn twee krachten aan het werk: de elektrostatische afstoting tussen de protonen, en de nucleaire aantrekkingskrachten tussen de kerndeeltjes (protonen en neutronen). Met de huidige krachtsverhoudingen tussen beide kunnen gebonden kerndeeltjes (atomen zwaarder dan waterstof dus) juist bestaan. Als de afstoting relatief iets groter was geweest, dan lukte het niet.
Ik heb een vraagteken bij deze redenering.
?
Zou het reultaat bij een sterkere afstoting van ladingen niet gewoon een Heliumkern met bijvoorbeeld 3 neutonen in plaats van 2 neutronen zijn?
Moeilijk te zeggen wat gebeurd zou zijn als dingen anders waren. Ook weinig wetenschappelijk om daar diep op in te gaan, want het beschrijft niet de werkelijkheid, en kan nooit gemeten worden.