Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη δεν άλλαξε τα τελευταία 10 δισ. χρόνια

Σύμφωνα με αστρονόμους που χρησιμοποίησαν τα δεδομένα τριών τηλεσκοπίων, μια από τις θεμελιώδεις δυνάμεις του σύμπαντος, η ηλεκτρομαγνητική, δεν έχει αλλάξει καθόλου κατά τα τελευταία 10 δισεκατομμύρια χρόνια.

Στην εργασία τους που δημοσιεύεται στον ιστότοπο arxiv.org με τίτλο «The UVES Large Program for testing fundamental physics – III. Constraints on the fine-structure constant from 3 telescopes», εξετάζουν μια από τις παγκόσμιες σταθερές της φυσικής, την σταθερά λεπτής υφής, η οποία σχετίζεται με την ένταση της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης – μια από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης.

Προηγούμενες εργασίες έδειχναν ότι η σταθερά λεπτής υφής που συμβολίζεται με το ελληνικό γράμμα α και ισούται με 1/137– έχει διαφορετικές τιμές σε διαφορετικά μέρη του σύμπαντος ή αλλάζει με την πάροδο του χρόνου. Αν αλλάζει η σταθερά λεπτής υφής που προσδιορίζει την ένταση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ ύλης και φωτός, τότε καταρρίπτεται η αρχή της ισοδυναμίας του Einstein, σύμφωνα με την οποία οι νόμοι της φυσικής είναι παντού οι ίδιοι.

Διαβάστε σχετικά: Η σταθερά λεπτής υφής δεν είναι σταθερή;

Ωστόσο, τα νέα δεδομένα από τρία τηλεσκόπια επιβεβαίωσαν με πολύ μεγάλη ακρίβεια ότι ο ηλεκτρομαγνητισμός δεν έχει αλλάξει επί 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Σύμφωνα με τον M. T. Murphy, έναν από τους συγγραφείς της εργασίας, δεν υπάρχει καμία διαφορά στην τιμή της σταθεράς λεπτής υφής σε μακρινούς γαλαξίες, με την αντίστοιχη τιμή που μετράμε εδώ στη Γη.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα μακρινό κβάζαρ  – πρόκειται για τα πιο μακρινά αντικείμενα που είναι ορατά στο σύμπαν – ως μια φωτεινή πηγή υποβάθρου για να μελετήσουν τρεις γαλαξίες που απέχουν αποστάσεις δέκα, εννέα και οκτώ δισεκατομμύρια έτη φωτός, κατά μήκος της οπτικής διεύθυνσης του κβάζαρ.

Παρατήρησαν το κβάζαρ χρησιμοποιώντας το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο στη Χιλή, και τα δυο τηλεσκόπια Keck και Subaru στη Χαβάη, προκειμένου να ελέγξουν την ακρίβεια των μετρήσεων του κάθε τηλεσκοπίου.

Ο κάθε ένας από τους τρεις γαλαξίες αφήνει τη δική του σφραγίδα στο φως από το κβάζαρ. Κι αυτό επιτρέπει στους ερευνητές να προσδιορίσουν τιμή που είχε η σταθερά λεπτής υφής πριν από οκτώ, εννιά και δέκα δισεκατομμύρια χρόνια.

Τα τηλεσκόπια ανέλυσαν το φως του κβάζαρ εντοπίζοντας τις σκοτεινές γραμμές στο φάσμα του, που οφείλονται στην απορρόφηση συγκεκριμένων συχνοτήτων της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από τους παρεμβαλλόμενους γαλαξίες. Οι γραμμές απορρόφησης λειτουργούν σαν ένα barcode που περιέχει πληροφορίες για την ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση σε κάθε έναν από τους απομακρυσμένους γαλαξίες.

Είναι εκπληκτικό, τονίζει ο Murphy, ότι μπορούμε να μετρήσουμε πραγματικά την τιμή μιας θεμελιώδους σταθεράς της φυσικής πριν από αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια, με πολύ μεγάλη ακρίβεια σε αυτούς τους μακρινούς γαλαξίες.
Τα ευρήματα αυτά δεν εξηγούν γιατί η σταθερά λεπτής υφής είναι ίδια σε ολόκληρο το σύμπαν. Πρόκειται για μια υπόθεση της φυσικής, και δεν ξέρουμε γιατί αυτές οι σταθερές έχουν τις τιμές που έχουν, και γιατί φαίνεται να μην μεταβάλλονται. Δεν έχουμε καμία εξήγηση στην τρέχουσα θεωρία μας και θα πρέπει να προβληματιστούμε πάνω σ’ αυτό.

Οι ίδιοι ερευνητές συνεχίζουν τις μετρήσεις χρησιμοποιώντας άλλους γαλαξίες σε διαφορετικές κατευθύνσεις και σε διαφορετικές αποστάσεις. Μπορούμε να εφαρμόσουμε αυτή την τριπλή μέθοδο των τηλεσκοπίων, παρατηρώντας νέα κβάζαρ και να απαντήσουμε οριστικά στο ερώτημα αν η δύναμη του ηλεκτρομαγνητισμού αλλάζει ή όχι, καταλήγει ο Murphy.

Από: abc.net.au

Πηγή: physicsgg.me