Čini se da je svijet koji vidimo oko sebe ukorijenjen u znanstvenim zakonima. Teorije i jednadžbe koje su apsolutne i univerzalne. Središnje za njih su temeljne fizičke konstante. Brzina svjetlosti , masa protona, konstanta gravitacijskog privlačenja. Ali jesu li te konstante doista konstantne? Što bi se dogodilo s našim teorijama da se promijene?
Iako nam naše fizikalne teorije daju snažno razumijevanje svemira, one ne objašnjavaju fizičke konstante. Ne znamo zašto je brzina svjetlosti 299,792,458 metara u sekundi. To je samo rezultat koji dobijemo kada mjerimo brzinu svjetlosti. Isto vrijedi i za svaku univerzalnu konstantu. Oni su u središtu fizičke znanosti, ali sve što možemo učiniti je izmjeriti njihovu vrijednost.
Metrički sustav definiran je fizičkim konstantama. Zasluge: Emilio Pisanty/Wikimedia
Budući da su ove konstante ukorijenjene u fizikalnim svojstvima, općenito se smatra da se ne mogu mijenjati u prostoru i vremenu. Svaki elektron, na primjer, ima isti naboj. Trebali bi imati isti naboj bilo da su ovdje na Zemlji ili u galaksiji udaljenoj milijardama svjetlosnih godina. Naboj koji sada imaju trebao bi biti isti naboj koji su imali u osvit vremena.
Iako to ima smisla, nije nužno istina. Pokazalo se da su mnoge naše 'očigledne' pretpostavke pogrešne, od ideje da je Zemlja središte kozmosa do ideje da je prostor euklidovski. Dakle, bilo je mnogo znanstvenih eksperimenata koji su pokušavali dokazati je li ova pretpostavka istinita.
Većina ovih eksperimenata je astronomska. Budući da svjetlosti treba vrijeme da putuje, kada pogledamo duboko u kozmos, gledamo i duboko u prošlost. Galaksija udaljena milijardu svjetlosnih godina čini nam se onakvom kakva je bila prije milijardu godina. Dakle, ako su fizičke konstante u udaljenim galaksijama iste kao i ovdje, to znači da su konstantne ne samo u prostoru nego iu vremenu. A ovo je ono većina eksperimenata je pokazala. Ali nedavna studija sugerira da barem neki od njih možda nisu.
Mjerenje spektra na različitim udaljenostima. Zasluga: ESO
Ova najnovija studija proučavala je ono što je poznato kao konstanta fine strukture, alfa. Ova konstanta je omjer naboja elektrona sa brzinom svjetlosti i Planckove konstante kvantne teorije. Poznata je kao konstanta bez jedinica jer se jedinice poništavaju, tako da ima istu vrijednost bez obzira koje mjerne jedinice koristite. Također je središnja za energetske razine atoma. Ako bi imao drugačiju vrijednost, tada bi se linijski spektri atoma i molekula promijenili na mjerljiv način.
Tim je promatrao svjetlo iz kvazara poznatog kao J1120+0641. Svjetlost je napustila kvazar kada je svemir bio star samo 800 milijuna godina, a prošla je kroz nekoliko međuzvjezdanih oblaka plina prije nego što je stigla do nas. Izmjerili su linijske spektre svjetlosti dok je prolazila kroz četiri regije na različitim udaljenostima i nisu pronašli dokaze o promjeni alfe, što znači da se ne čini da se mijenja tijekom vremena. Ali vrijednost alfe koju su dobili malo se razlikuje od vrijednosti pronađene u sličnim studijama. To bi sugeriralo da bi konstanta fine strukture mogla imati različitu vrijednost ovisno o tome gdje se nalazite u prostoru.
To je navelo neke popularne novinske članke da objave da se fizičke konstante ipak mijenjaju, ali taj zaključak je neopravdan. Za početak, odstupanje koje je utvrdio tim vrlo je malo i znatno ispod razine koja se smatra zaključnom. Tim je također gledao samo svjetlo iz jednog kvazara. To je razumljivo s obzirom na to da ovakvu vrstu studije može biti teško izvesti, ali to znači da nema ni blizu dovoljno podataka za izvlačenje radikalnih zaključaka. Ovo je samo jedna studija od nekoliko, a sve ostale podržavaju ideju da se fizičke konstante ne mijenjaju.
Najbolji dokaz ostaje na strani nepromjenjivih fizičkih konstanti.
Rreferenca:Wilczynska, Michael R., et al. ' Četiri izravna mjerenja konstante fine strukture prije 13 milijardi godina .'Napredak znanosti6,17 (2020): eaay9672.
