вступление

Вы не хотите менять фундаментальные константы, по крайней мере, без изменения законов физики, наша нынешняя вселенная (с жизнью) существует только потому, что физические константы такие, какие они есть. За этим последует объяснение того, что известно как свойство «тонкой настройки» нашей Вселенной.

Все физические константы в той или иной степени играют роль в наблюдаемой Вселенной. Наиболее важные из них относятся к сильному взаимодействию, гравитационному взаимодействию и электромагнитному взаимодействию.

Первые два (сильное взаимодействие и гравитационное взаимодействие) необходимы для долговременного формирования планетных систем и звездных систем. Электромагнитное взаимодействие важно для повседневных явлений, которые непосредственно включают в себя жизнь.

Электромагнитное взаимодействие

Давайте изучим электромагнитное взаимодействие, так как оно влияет на нас в повседневной жизни. Существует физическая константа, известная как константа тонкой структуры, и она показана ниже:

$\alpha = \frac{e^2}{4\pi\epsilon_0 hc} \approx 1.44 \ MeV \ fm$

Что же произойдет, если эта константа изменится?

Так как эта константа зависит от$\pi$,$\epsilon$диэлектрическая проницаемость вакуума, c скорость света и h или постоянная Планка линейно, то любое изменение этих величин будет отражено в конечном результате. Если e или элементарная единица заряда изменится, результат будет отражен в квадрате. Но эти количества связаны, чтобы усложнить дело. Давайте просто посмотрим на пример:

Эта константа влияет на электростатическую силу между частицами и, следовательно, почти на все, что связано с электромагнитным взаимодействием. Если c увеличить, скажем, на 1 процент, то диэлектрическая проницаемость вакуума увеличится на 10 процентов, электростатическая потенциальная энергия между двумя электронами уменьшится на 10 процентов, а основное состояние водорода уменьшится примерно на 20 процентов! Это означает, что все атомные связи намного слабее. Биохимия очень тонкая и не могла бы существовать, если бы химические вещества связывались гораздо слабее и реже.

Допустим, вы пытаетесь спасти свою вселенную, увеличив основной электрический заряд на 5 процентов. Теперь энергия в системе двух тел, связанная электрическим потенциалом, ведет себя так, как и должна... за исключением того, что это не так. Только электрическая потенциальная энергия выглядит правильно, теперь электрический потенциал выключен, как и расстояния между энергетическими уровнями атомов и энергиями испускаемых фотонов. Что еще хуже, ранее слабые магнитные эффекты теперь намного преобладают, поскольку магнитная сила увеличилась более чем на 15%!

И процесс будет продолжаться...

Тонкая настройка

Доктор Риз составил список из шести констант, которые, если бы они вообще были изменены, сделали бы жизнь в любой известной нам форме невозможной. Список можно найти здесь ( https://en.wikipedia.org/wiki/Fine-tuned_universe ), и важно помнить, что они не являются фундаментальными физическими константами.

Чтобы ответить на вопрос в вашем сценарии, что произойдет, если вы просто увеличите вселенную: пропорционально увеличите размеры длины и масштабируете физические константы, чтобы они соответствовали новым масштабам длины. В этом случае происходит совсем другое, чем изменение физических констант по отношению друг к другу. Новая вселенная будет вести себя точно так же, как наша, потому что все остается прежним, новые длины находятся исключительно в отношении к старым и совершенно независимы. Сами законы не изменились.

Например, закон всемирного тяготения:

$F_{g} = G \frac{m M}{r^3} \vec{r}$

Здесь неважно, в метрах или километрах "r".

Так что, если бы все шкалы длин были заменены километрами, фундаментальные законы не изменились бы. Вам может быть интересно узнать о квантовой механике, но принцип неопределенности все равно будет таким:

$\Delta_{x} \Delta_{p} \ge \frac{h}{2}$

Здесь, если бы x был в км в качестве стандартной единицы измерения, h имел бы значение 6,626...$\cdot 10^{-31} \frac{kg (km)^2}{s}$.

Таким образом, пока «точно настроенные» константы не изменяются по отношению друг к другу, жизнь в ваших новых Вселенных может прекрасно существовать с некоторыми небольшими оговорками.