Основни број који утиче на боју светлости коју емитују атоми као и на све хемијске интеракције није се променио у више од 7 милијарди година, према запажањима тима астронома који су пратили еволуцију галаксија и универзума.
О резултатима се извештава данас (понедељак, 18. априла) на годишњем састанку Америчког физичког друштва (АПС) астронома Јеффреи Невман-а, Хуббле-овог сарадника у Националној лабораторији Лавренце Беркелеи који представља ДЕЕП2, сарадњу коју је водио Универзитет у Калифорнији, Беркелеи и УЦ Санта Цруз. Невман представља податке и надоградњу на пројекту ДЕЕП2 у 13:00. Конференција за штампу ЕДТ-а у хотелу Марриотт Ватерсиде у Тампи, Фла.
Константа фине структуре, једна од шаке чистих бројева који заузимају централну улогу у физици, појављује се у скоро свим једначинама које укључују електрицитет и магнетизам, укључујући и оне које описују емисију атома електромагнетних таласа - светлости. Ипак, упркос својој темељној природи, неки теоретичари сугерисали су да се она мења суптилно како свемир расте, одражавајући промену привлачности између атомског језгра и електрона који зујају око њега.
У последњих неколико година, група аустралијских астронома је известила да се константа током живота свемира повећала за око један део у 100 000, на основу његових мерења апсорпције светлости из удаљених квазара док светлост пролази кроз галаксије ближе нама. Међутим, други астрономи нису нашли такву промену истом техником.
Нова запажања истраживачког тима ДЕЕП2 користе се директнијом методом за обезбеђивање независне мере константе и не показују промене унутар једног дела у 30 000.
„Константа фине структуре поставља снагу електромагнетне силе која утиче на то како се атоми држе заједно и нивое енергије у атому. На неки ниво, то помаже у подешавању размера све обичне материје састављене од атома “, рекао је Невман. „Овај нулти резултат значи да теоретичари не морају да пронађу објашњење због чега би се то толико променило.“
Константа фине структуре, означена грчким словом алфа, представља однос других "константи" природе које би се у неким теоријама могле мењати током космичког времена. Једнако је квадрату наелектрисања електрона дељеном са брзином светлосног времена Планцкове константе, алфа би се, према једној новој теорији, мењала само ако би се брзина светлости мењала током времена. Неке теорије мрачне енергије или велика обједињавања, нарочито оне које укључују много додатних димензија изван четири простора и времена са којима смо упознати, предвиђају постепено развијање константе фине структуре, рекао је Невман.
ДЕЕП2 је петогодишње истраживање галаксија удаљених више од 7 до 8 милијарди светлосних година чија се светлост ширила или премештала скоро удвостручила своју оригиналну таласну дужину ширењем свемира. Иако пројекат сурадње, који је подржала Национална фондација за науку, није осмишљен да тражи варијације у константној структури финих структура, постало је јасно да ће подскуп од досад посматраних 40 000 галаксија послужити тој сврси.
„У овом гигантском истраживању показало се да је мали део података изгледа савршен за одговор на питање које Јефф поставља“, рекао је главни истражитељ ДЕЕП2 Марц Давис, професор астрономије и физике на УЦ Беркелеи. „Ова је анкета заиста опћенита сврха и послужиће за милион користи.“
Пре неколико година, астроном Јохн Бахцалл са Института за напредну студију истакао је да би, у потрази за варијацијама у константи фине структуре, мерење емисионих линија из удаљених галаксија било директније и са мање грешака од мерења апсорпционих линија. Невман је брзо схватио да су ДЕЕП2 галаксије које садрже линије за емисију кисеоника савршено погодне да пруже прецизну меру било какве промене.
„Када се појаве контрадикторне последице показивања апсорпционих линија, имао сам идеју да, будући да имамо све ове велике црвене промене померања, можда нешто можемо учинити не апсорпционим линијама, већ емисијским линијама унутар нашег узорка“, рекао је Невман. „Емисијске линије биле би врло мало другачије када би се константна структура фине фабрике променила.“
Подаци ДЕЕП2 омогућили су Невману и његовим колегама да мере таласну дужину емисионих линија јонизованог кисеоника (ОИИИ, односно кисеоника који је изгубио два електрона) до прецизности веће од 0,01 Ангстром од 5000 Ангстрома. Ангстром, око ширине атома водоника, је еквивалентан 10 нанометара.
"Ово је прецизност коју превазилазе само људи који покушавају да потраже планете", рекао је, поменувши откривање слабашних титрања у звездама због планета које вуку звезду.
ДЕЕП2 тим је упоредио таласне дужине две емисионе линије ОИИИ за 300 појединих галаксија на различитим удаљеностима или црвеним помацима, у распону од црвеног померања од око 0,4 (пре око 4 милијарде година) до 0,8 (пре око 7 милијарди година). Измерена константа фине структуре није се разликовала од данашње вредности која износи отприлике 1/137. Такође није било трендова раста или пада вредности алфа током овог временског периода од 4 милијарде година.
„Наш нулти резултат није најпрецизније мерење, већ друга метода (гледање линија апсорпције) која даје прецизније резултате укључује систематске грешке које узрокују да различити људи који користе методу дођу до различитих резултата“, рекао је Невман.
Невман је такође на састанку АПС-а објавио јавно објављивање прве сезоне података (2002) из ДЕЕП2 истраживања, које представља 10 процената од 50.000 удаљених галаксија за које се тим нада. ДЕЕП2 користи ДЕИМОС спектрограф на телескопу Кецк ИИ на Хавајима за снимање црвеног померања, светлине и спектра боја тих удаљених галаксија, пре свега за упоређивање групирања галаксија и тадашњих. Истраживање, које је сада више од 80 одсто, требало би да заврши запажања овог лета, са потпуним објављивањем података до 2007. године.
"Ово је заиста јединствен скуп података који ограничава и развој галаксија и како се универзум развијао током времена," рекао је Невман. „Слоан Дигитал Ски Сурвеи врши мјерења до достизања црвеног помака 0,2, осврћући се на последње 2-3 милијарде година. Заиста почињемо са црвеним помаком 0,7 и максимумом на 0,8 или 0,9, што је еквивалентно 7-8 милијарди година, у време када је свемир био упола старији него данас. “
Истраживање је такође довршило мерења која би могла осветлити природу тамне енергије - мистериозну енергију која прожима свемир и чини се да узрокује убрзање ширења свемира. Тим сада моделира разне теорије тамне енергије како би упоредио теоријска предвиђања са новим ДЕЕП2 мерењима.
Како је Девис објаснио, количина тамне енергије, која се сада процењује на 70 процената енергије у свемиру, одређује еволуцију галаксија и кластера галаксија. Бројењем броја малих група и масивних гроздова галаксија у удаљеном обиму простора као функције њиховог црвеног померања и масе, могуће је измерити количину којом се свемир проширио до данашњег дана, што зависи од природе тамне енергије.
"У основи, бројите гроздове и питате:" Има ли их пуно или неколико? ", Рекао је Дејвис. „То је све што износи. Ако је јако мало кластера, то значи да се универзум прилично ширио. А ако има пуно кластера, свемир се није толико проширио. "
Давис тренутно упоређује ДЕЕП2 мерења са предвиђањима најједноставније теорије тамне енергије, али се нада да ће сарађивати са другим теоретичарима да би тестирао више егзотичне теорије тамне енергије.
„Оно што стварно покушавају да постигну је како се мења густина тамне енергије како се свемир шири“, рекао је теоретски физичар УЦ Беркелеи Мартин Вхите, професор астрономије и физике који је сарађивао са Дависом. „Ако је густина тамне енергије Еинстеинова космолошка константа, онда је теоријско предвиђање да се она неће променити. Свети грал сада треба добити неке доказе да то није космолошка константа, него да се у ствари мења. "
Изворни извор: УЦ Беркелеи
