Международен екип от астрофизици откри, че основни закони на природата, както се приема днес, може би се променят леко. Международен екип от астрофизици разкри, че основните закони на природата, може би се изменят с възрастта на вселената - удивително откритие, което може да пренапише учебниците по физика и да провокира фундаменталните предположения за начина, по който космосът съществува. Изследователите са използвали най-големия единичен телескоп за да наблюдават поведението на метални атоми в газови облаци, отдалечени от Земята на около 12 милиарда светлинни години.
Наблюденията са разкрили модели на светлинно поглъщане, което според екипа не може да се обясни без да се приеме промяна на в основната константа на природата, която описва привличането между електрически заредени частици. Ако се потвърди, откритието може да означава, че други константи, досега смятани за неизменни, като скоростта на светлината например, може би също са се променили с течение на космическата история. Изследването бе извършено от учени в САЩ, Австралия и Великобритания, ръководени от д-р Джон Уеб от университета на New South Wales в Sydney, Австралия. То ще бъде публикувано на 27 август в най-престижното издания за физика Physical Review Letters.
Учените, които са били запознати с документа не са открили никакви очевидни пропуски. Но тъй като последиците за науката ще бъдат от такъв мащаб и разликите от очакваните изследвания са толкова малки, много учени изразяват скептицизъм, че откритието ще издържи проверката на времето и казват, че ще изчакат независимо доказателство преди да се произнесат дали всичко е истина. От друга страна, откритието ще пасне на някои нови теории за вселената, в частност предсказанието, че непознати предишни измерения може да съществуват в "тъканта" на пространството.
Дори учените от проекта са били изключително предпазливи при представянето на своите резултати. Като описва възможните последствия от откритието на екипа д-р Уеб казва, че е "Възможно да съществува еволюция във времето на законите във физиката". Той добавя, че "Ако е правилен, това е резултат на цял един живот". Д-р Роки Колб, астрофизик в Fermi National Accelerator Laboratory, който не е участвал в проекта, казва, че откритието не само може да наложи ревизия на съвременната космология - науката за това, как светът е започнал и как се е развил, но също ще даде силен кредит на доверие на струнната теория, която предсказва, че съществуват още измерения.
"Предположението, ако е истина ще бъде толкова грандиозно, че хората ще трябва да го вземат напълно сериозно", казва д-р Колб. Размерът на промяната, наблюдавана от екипа е минимална, в размер на 1 спрямо число от 100 000, наречено фина структурна константа, за 12 милиарда години. Тази константа, също позната и като алфа, се определя и от по-популярни параметри като скоростта на светлината и силата на електронните привличания в рамките на атома. Но, както казва д-р Шелдън Глашоу от университета в Бостън, нобелов лауреат по физика за 1979 год. "даже тази малка промяна може да разтърси физиката и космологията".
Важността на подобно разкритие, според д-р Глашоу "ще бъде със стойност 10 по десетобалната скала". Като се има предвид неочаквания характер на откритието, и д-р Глашоу и д-р Колб казват, че има шансове да се появят "по-земни" обяснения за резултатите. Д-р Джон Бакъл, астрофизик от Institute for Advanced Study в Princeton, казва, че сложния анализ, който е бил необходим за да се извлекат минималните промени в наблюденията би могъл - принципно - да затъмни евентуални грешки. Но други казват, че екипът е действал изключително внимателно и всеки непознат източник на грешки би бил изключително тънък, за да бъде изпуснат.
"Ако те твърдяха каквото и да било друго по-малко драматично може би доста хора щяха да приемат техния експеримент като силно достоверен и много внимателен", твърди д-р Масимо Стиавели, астрофизик от Space Telescope Science Institute в Балтимор. "Изключителните резултати заслужават изключително доказателство", казва д-р Стиавели като прибавя, че запазва преценката си докато се появи и друго доказателство. Работата се основава на наблюдения на светлина от квазари, които светят със яркост, еквивалентна на яркостта на милиарди слънца. Светлината вероятно се излъчва от материя, извлечена от млади галактики поради мощната гравитация на черна дупка.
Освен д-р Уеб, екипът включва трима други учени от университета на New South Wales - Майкъл Мърфи, д-р Виктор Фламбаум и д-р Владимир Джуба, един физик от Кеймбридж - д-р Джон Бароу. Трима американски астрономи, които са експерти по квазарите също са членове на екипа - Д-р Кристофър Чърчил от Pennsylvania State University, д-р Джейсън Прохазка от обсерваториите Карнеги и д-р Артър Уолфи от University of California at San Diego. Наблюденията, направени от 30 фута широкия Keck Telescope на Mauna Kea в Хавай, е изследвал в детайли абсорбцията на светлина от квазар от газовите облаци в дълбокия космос, намиращи се между земята и квазарите.
Метални атоми като цинк и алуминий често присъстват като остатъчни следи в тези облаци. Поглъщането на светлина от подобни атоми създава тъмни линии с варираща дължина на вълната в спектъра на квазарите, като моделът е толкова ясно изразен, че често се сравнява с пръстов отпечатък. Стойността на тези дължини на вълните е директно свързана със стойността на фината структурна константа. Този пръстов отпечатък обаче изглежда се променя с времето, казва д-р Мърфи, като обръща внимание, че константата се увеличава с приближаване на нашето време и всъщност не е константа. "Това, което ние намерихме, статистически, е че съществува разлика между фината структурна константа преди много време и днес, сега, на земята".
Ефектът ще бъде значим далеч не само за разбирането на атомното поведение, според д-р Бароу от Кеймбридж, "но и затова защото дава изключително важна обратна информация за фундаменталната физика". Струнната теория, например, може да приюти подобни промени, които, приетите физически теории смятат за невъзможни. Според струнната теория постулира, че пространството съдържа миниатюрни, невидими измерения. Всяка промяна в размера на тези измерения - доста напомнящо на експанзията на вселената в пространството - би могла да промени качества като фината структурна константа, казва д-р Пол Стейнхарт физик от университета Принстън. Д-р Стейнхард смята, че повечето от теоретиците биха очаквали тези промени да са се случили през първите секунди на живота на вселената и да са ненаблюдаеми за астрономите днес.
Независимо от това, преди няколко години астрономите неочаквано откриха, че "съвременната" вселена е изпълнена с мистериозен вид енергия, която противостои на гравитационната в големи мащаби. Вероятно двата ефекта са някак си свързани, твърди д-р Стейнхарт. Други учени обръщат внимание на геологичните процеси, като естествено наблюдавания в природата ядрен разпад, които се използват да се определи, че вероятно фината структурна константа се е променила за последните два милиарда години на земята.
Но изследователите по проекта смятат, че техните резултати се простират много по-далеч във времето и, че интерпретирането на геологическите резултати са сложна работа. Някои физици, обаче, като д-р Джейкъб Бекенщайн от университета Hebrew в Израел забелязват, че някои теории отдавна предвиждат промяна в някои от константите на природата. Д-р Бекенщайн окачестви откритието като "потенциално революционно" и твърди, че е склонен да им вярва. "След доста мислене по тази новина ми се струва, че наблюденията на квазарите са открили истинските вариации" заключава д-р Бекенщайн.
Преди 3 седмици
Няма коментари:
Публикуване на коментар