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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

천문학

우주의 미세조정이 계속 밝혀지고 있다. : 미세 조정된 양성자와 중성자의 질량 차이.

우주의 미세조정이 계속 밝혀지고 있다. 

: 미세 조정된 양성자와 중성자의 질량 차이. 

(Evidence-Based Cosmology, Fine tuning)


      양성자(proton)와 중성자(neutron) 질량 간의 비율에 관한 새로운 측정이 유럽 과학자들에 의해서 최초로 계산되었다. 이 비율은 원자의 안정성을 위해서 매우 중요하다. 그 결과가 Science(2015. 3. 27) 지에 게재되었는데, 그 값은 우리의 우주를 가능하게 하는 좁은 범위 내에 위치하고 있음을 확인해주었다 :

원자들의 존재와 안정성은 중성자가 양성자보다 조금 더 무겁다는 사실에 의존하고 있다. 측정된 두 입자의 질량 차이는 각 입자의 평균 질량에서 단지 0.14%에 불과했다. 약간이라도 더 작거나 더 큰 값은 극적으로 다른 우주를 가져올 수도 있다...

가시적 우주의 질량은 양성자와 중성자 안으로 쿼크(quarks)들을 함께 결합하고 있는 힘인, 강한 상호작용(strong interaction)의 결과이다. 이것이 % 수준의 정확도로 설정되기 위해서는, 강한 상호작용 이론과 양자색소역학(quantum chromodynamics, QCD)의 격자 공식에 기초한 매우 정확한 계산이 필요했다. 그 너머의 ‰ 수준의 많은 미세한 효과들을 제어하기 위해서는, 예를 들어 상대적 중성자-양성자 질량 차이와 같은 여러 계산들이 필요한데, 이것은 실험적으로 0.14%에 가까운 것으로 측정되었다. 확실히, 이 차이는 오늘날 우리가 알고 있는 물리적 세계를 설명하기 위해서 필요하다.

예를 들어, 관찰된 0.14%보다 1/3정도 작은 상대적 중성자-양성자 질량 차이는 수소 원자의 역베타 붕괴(inverse beta decay)를 유발시켜, 중성자들을 대부분 떠나가게 만들 것이다. 0.05% 정도 더 큰 값은 빅뱅 핵합성(Big Bang Nucleosynthesis, BBN)의 결과를 가져올 것이다. 이것은 우리의 우주에서 보다 훨씬 많은 헬륨-4와 훨씬 적은 수소를 만들어낼 것이다. 그 결과, 별들은 그들의 방식으로 타지 않고 있을 것이다. 한편, 0.14% 보다 훨씬 큰 값은 중성자에 훨씬 빠른 베타 붕괴를 초래할 것이다. 이것은 BBN 시기의 끝에 훨씬 적은 중성자를 초래할 것이다. 그리고 항성에서 수소의 연소(burning)를 초래하고, 중원소(heavy elements)의 합성을 더 어렵게 만들었을 것이다. 여기서 우리는 이 작은 질량 차이의 변화는 전자기와 쿼크의 질량 차이의 영향 사이에서 미묘한 파국적 결과를 초래함을 보여주고 있다.

천체물리학적 우주론적 논쟁과 함께, 이 수치는 매개변수의 다른 값들이 우주의 내용물들을 어떻게 변화시킬 수 있는지를 결정하는 데에 사용될 수 있다. 따라서 이것은 우리의 우주와 같은 것을 만들기 위해서는, 자연에서 이들 상수 값들이 미세하게 조정(fine-tuned)되어야만 한다는 것을 가리키는 것이다.

0.14%의 질량 차이는 거의 1/1000에 해당하는 매우 적은 차이이다. 만약 그 적은 차이의 1/3만 그 비율이 변한다고 하더라도, 별들을 가진 우주와 복잡한 생물체들은 존재할 수 없다. Science 지의 그 논문에 관한 요약에서 옐레나(Jelena Stajic)는 이렇게 말했다 :

초급 과학 교과서들은 자주 양성자와 중성자의 질량은 같다고 기술하고 있다. 그러나 이것은 진실과는 거리가 먼 서술이다. 중성자는 양성자보다 약 0.14% 더 무겁다(덜 안정적이다). 정확하게 이 값을 갖는 것이 중요하다. 왜냐하면, 그들의 질량 차이가 이보다 조금 더 작거나 조금 더 크다면, 우리가 알고 있는 이 세계는 존재하지 않을 것이다. 보사니(Borsanyi) 등은 핵자(nucleon) 내에 존재하는 여러 힘들을 고려한 복잡한 방법을 사용하여, 그 질량 차이가 고도로 정확해야만 함을 계산해냈다. 그 계산은 우리의 우주가 얼마나 정밀하게 조정될 필요가 있었는지를 보여주고 있다.

이 논문은 추론과 추정이 아닌, 양성자, 중성자, (결과적으로) 별, 행성, 생물.. 등과 같은 관측되고 측정될 수 있는 것들만을 다루었다.



그래서 당신이 존재하는 것이다. 우주가 미세하게 조율되었다는 결론은 수십 년 간의 정확한 측정값들에 의해서 얻어진, 증거에 기초한 것이다. 미세조율의 효과는 별들, 행성들, 생물들, 우리의 몸 등과 같은, 측정 가능하고 관측 가능한 물체들에서 분명히 보여지는 것이다. 미세조정이 무작위적인 과정으로 우연히 일어날 수 있었을까? 우주에는 이것뿐만이 아니라, 많은 상수들이 극히 극히 미세하게 조정되어 있음이 계속 밝혀지고 있다. 다음의 동영상들을 감상하기 바란다.  

 

*참조 : 물리학 전공자들도 모르는 우주의 놀라운 비밀 (youtube 동영상, 한글자막)

https://www.youtube.com/watch?v=de6MxoVwkz0

우주의 미세조정(The Fine Tuning of the Universe) (youtube 동영상, 한글자막)

http://www.youtube.com/watch?v=TqwHwgN1kQg&feature=youtu.be

우주의 미세 조정은 창조주를 가리킨다. (youtube 동영상, 한글자막)

http://www.youtube.com/watch?v=S1uLGI6bKfw

 

* The Finely Tuned Parameters of the Universe: As is true also with dozens of the greatest observations in the history of physics and astronomy, consider that the extraordinary fine tuning of the cosmos is not a prediction of the big bang model. The many finely tuned parameters of the cosmos together form perhaps the greatest scientific insight and discovery ever made. And yet to the big bang theory, fine tuning is a massive anomaly, leaving those who believe in it to attempt to explain away, with extremely wild secondary assumptions, the mathematical beauty and precision of the creation. To begin with, Barrow & Tipler, in their standard treatment, The Anthropic Cosmological Principle, admit that 'there exist a number of unlikely coincidences between numbers of enormous magnitude that are, superficially, completely independent; moreover, these coincidences appear essential to the existence of carbon-based observers in the Universe,' and include the wildly unlikely combination of:
- the electron to proton ratio standard deviation of 1 to 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 (37 0s)
- the 1-to-1 electron to proton ratio throughout the universe yields our electrically neutral universe
- the electron to proton mass ratio (1 to 1,836) perfect for forming molecules
- the electromagnetic and gravitational forces finely tuned for the stability of stars
- the gravitational and inertial mass equivalency
- the electromagnetic force constant perfect for holding electrons to nuclei
- the electromagnetic force in the right ratio to the nuclear force
- the strong force (which if changed by 1% would destroy all carbon, nitrogen, oxygen, and heavier elements)
- etc.

* The Tuned Parameters of the Galaxy for the Earth include:
- The Earth's position far from the Milky Way's center puts it in a galactic 'Goldilocks zone' of low radiation
- The Earth's position in one of the arms of the Milky Way puts it where we can discover a vast swath of the universe

* The Finely Tuned Parameters of the Solar System include:
- the Moon's distance from the Earth provides tides to keep life thriving in our oceans, and thus, worldwide
- the Moon's mass helps stabilize the Earth's tilt on its axis, which provides for the diversity of alternating seasons
- the Moon's nearly circular orbit (eccentricity ~ 0.05) makes it's influence extraordinarily reliable
- the Moon is 1/400th the size of the Sun, and at 1/400th its distance, enables educational perfect eclipses
- Earth's orbit is nearly circular (eccentricity ~ 0.02) around the Sun providing a stability in a range of vital factors
- Earth's orbit has a low inclination keeping it's temperatures within a range permitting diverse ecosystems
- Earth's axial tilt is within a range that helps to stabilize our planet's climate
- Earth's distance from the Sun provides for a great quantity of life and climate-sustaining liquid water
- the Sun's uniquely stable energy output: SmithsonianAstronomy; Faulkner 2013New ScientistAm Scientist
- the Sun's mass and size permit the perfect orbital characteristics for our biosphere without destructive tides
- the Sun's luminosity and temperature are just right to provide for Earth's extraordinary range of ecosystems
- the Sun's color is tuned for maximum benefit for the photosynthesis of our plant life, as is its mass
- the Sun's low 'metallicity' prevents the destruction of life on Earth
- etc.

* The Finely Tuned Parameters of the Earth include:
- the Earth's surface gravity strength preventing the atmosphere from losing water to space too rapidly
- the Earth's just-right ozone layer filters out ultraviolet radiation and helps mitigate temperature swings
- the Earth's spin rate on its axis provides for a range of day and nighttime temperatures to allow life to thrive
- the atmosphere's composition (20% oxygen, etc.) provides for life's high energy requirements
- if Earth's oxygen content were higher, forest fires would worsen; at 30%-40% the atmosphere could ignite
- the atmosphere's pressure enables our lungs to function and water to evaporate at an optimal rate to support life
- the atmosphere's transparency to allow an optimal range of life-giving solar radiation to reach the surface
- the unique abilities of the carbon atom enables carbon-based lifeforms
- the atmosphere's capacity to hold water vapor providing for stable temperature and rainfall ranges
- life-giving photosynthesis dependence on quantum physics as reported in the journal PNAS
- no species metabolizes cellulose, thus preventing runaway consumption of all plant life
- the water molecule's astounding robustness results from finely balanced quantum effects. As reported by New Scientist'Water's life-giving properties exist on a knife-edge. It turns out that life as we know it relies on a fortuitous, but incredibly delicate, balance of quantum forces. ... We are used to the idea that the cosmos' physical constraints are fine-tuned for life. Now it seems water's quantum forces can be added to this 'just right' list.'
- water is an unrivaled solvent; its low viscosity permits the tiniest blood vessels; its high specific heat stabilizes biosphere temperatures; its low thermal conductivity as a solid insulates frozen-over lakes and as a liquid its high conductivity lets organisms distribute heat; its an efficient lubricant; is only mildly reactive; has an anomalous (fish-saving) expansion when it freezes; its high vapor tension keeps moisture in the atmosphere; and it tastes great too!
- the phenomenally harmonious water cycle
- water permits the passage of the Sun's life-giving radiation to depths of 500 meters
- the carbon atom's astounding capabilities. As Cambridge astronomer Fred Hoyle wrote: 'Some super-calculating intellect must have designed the properties of the carbon atom, otherwise the chance of my finding such an atom through the blind forces of nature would be utterly minuscule. A common sense interpretation of the facts suggests that a superintellect has monkeyed with physics, as well as with chemistry and biology, and that there are no blind forces worth speaking about in nature. The numbers one calculates from the facts seem to me so overwhelming as to put this conclusion almost beyond question.'
- etc., etc., etc.


번역 - 미디어위원회

링크 - http://crev.info/2015/03/evidence-based-cosmology/

출처 - CEH, 2015. 3. 27.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6131

참고 : 5696|5501|5173|4721|4367|3287|4042|525|584



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