U Svemiru postoji broj koji ljudi nazivamo alfa - ili konstanta fine strukture. Da je vrijednost za alfu čak malo drugačija, svemir kao što znamo da ne bi postojao - ti, ja i svi na Zemlji ne bismo bili ovdje. Neki fizičari nedavno su izvijestili da se vrijednost alfa polako mijenja od Velikog praska. Ostali, uključujući Jeffrey Newman iz Nacionalnog laboratorija Lawrencea Berkeleyja, imaju dobre dokaze da je alfa ostala nepromijenjena najmanje 7 milijardi godina.
Poslušajte intervju: Alfa, još uvijek konstantan nakon svih ovih godina (3,3 MB)
Ili se pretplatite na Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Možete li mi dati temeljni premaz na Alpha?
Jeffery Newman: Dakle, Alpha je jedna od konstanti koja opisuje snagu osnovne sile; postoje 4 osnovne sile: elektromagnetizam, slaba sila, jaka sila i gravitacija i Alfa u osnovi određuje snagu elektromagnetske sile u odnosu na ostale 4. Kao takav, to je vrlo osnovni dio kvantne teorije o funkcioniranju tih sila i kako se skaliraju s energijom (i) kako se skaliraju s vremenom u svemiru.
Fraser: Što u svemiru ovisi o tome; kako bi svemir bio drugačiji da je Alfa drugačija?
Newman: Jer Alpha određuje koliko je jaka elektromagnetska sila; to je sila koja drži atome zajedno; to je sila koja uzrokuje da stvari djeluju uzajamno sa svjetlošću, pa ako bi sila (Alpha) imala različitu snagu, atomi se ne bi držali zajedno, ili bi se možda previše čvrsto držali zajedno da dopuštaju kemijske interakcije. I ako svjetlost i atomi ne djeluju vrlo dobro, na primjer, bilo bi teško vidjeti, kao što to radimo i mi. To je bitno za naš život. Budući da je tako temeljna, ona ima posljedice na sve strane i ne biste mogli ni očekivati da mogu imati utjecaja na skoro svaku interakciju jednog atoma ili kako je atom strukturiran.
Fraser: Odakle dolazi predviđanje da bi Alfa trebala ostati konstantna od Velikog praska? Zašto je ovo uopće bilo otvoreno za špekulacije?
Newman: Općenito se očekivalo da je to univerzalna konstanta svemira. U stvari, postojala su predviđanja da to nije samo konstanta, već i vrlo jednostavna konstanta koja bi bila cijeli broj; bez obzira na 136 ili bilo što 137. Jedno vrijeme se smatralo da je to vrijednost; ne 137,1, već 137 čak. Pokazalo se da je to numerologija; to nije istina, ali to je vrijednost koja dolazi niotkuda, ali je temeljni dio standardnog modela fizike čestica i sve ostale standardne vrijednosti fizike čestica su stvari poput mase elektrona, vrlo osnovne stvar. Očekivali bismo da će postojati brojevi koji bi opisali svemir kao cjelinu, a ako bi oni opisali svemir kao cjelinu, trebali bi ga opisati u bilo kojem trenutku ili na bilo kojem mjestu. Tek u posljednjih 20-ak godina, kada postoje teorije o ujedinjenju, one predviđaju brojne dodatne dimenzije; postoje teorije koje također predviđaju da na konstante svemira, kako ih opažamo, utječe prisutnost tih dodatnih dimenzija i tijekom vremena ili u prostoru, vrijednosti ovih konstanti mogu se zapravo mijenjati zbog dodatnih stupnjeva slobode koji im pružaju dimenzije. Teorije tamne energije i danas mogu predvidjeti promjene u Alfi tijekom vremena.
Fraser: Sada sam izvijestio tjedan dana prije nego što je izišla vaša priča da su neki australijski istraživači otkrili da se Alpha mijenja, a što je, čini mi se, bila velika najava. Znate li što su istraživali kako bi utvrdili da se promijenilo?
Newman: Oni se služe - opet astrofizičkom metodom; pokušava promatrati opažanja vrlo udaljenih objekata, duboko u prošlost; u dalekom svemiru i pokušao je pomoću tih opažanja pogledati količine koje bi trebale ovisiti o Alfi; u njihovom slučaju gledaju valne duljine svjetlosti koje apsorbiraju plinovi između nas i kvazari koji su vrlo svijetli predmeti, vrlo daleko. Imaju metodu koja je pokušala upotrijebiti različite vrste elemenata koji se uravnotežuju pokušavajući doći do što je više osjetljivosti na Alfu, ali budući da je to složena metoda, zahtijeva puno složenih izračuna. To je sigurno složenija metoda od one koju smo pokušali. Pokušali smo sve pojednostaviti. Dakle, zapravo postoje neke skupine koje su koristile istu metodu, a neke su pronašle promjene u Alpha-u, a neke od njih nisu našle promjene u Alpha-u s metodom koju koristi australska skupina.
Fraser: Koja je bila metoda koju ste koristili?
Newman: Gledamo ne kvazare, ne najsvjetlije objekte, već galaksije koje su obilnije. Tako možemo pregledati veći broj objekata. I ispada da gledamo poseban jednostavan skup mjerenja, skup valnih duljina; prijelazi u atomima koje možemo koristiti za mjerenje Alfa. To vrlo izravno ovisi o vrijednosti Alfa tijekom vremena, tako da smo, prilično jednostavnim mjerenjem, uspjeli postaviti ograničenje kako bi se Alpha mogla razvijati bez da se brinemo o puno atomske fizike i nuklearne fizike, već samo najjednostavnija stvar koju možemo učiniti. Alfa se zove Konstantna fina struktura, a mi smo zapravo mjerili snagu prijelaza Fine strukture u atomima kisika.
Fraser: Koliko su precizni izračuni koje donosite?
Newman: Preciznost je uglavnom ograničena na pravedan broj objekata koje imamo u DEEPTWO Anketi o promjenama crteža; skup podataka koji smo koristili za to. Sada, od 50 000 objekata u anketi, imamo oko 500 koje možemo koristiti za ovaj test. To nam daje preciznost otprilike dijela u vrijednosti 30 000 u vrijednosti Alpha.
Fraser: Jer se sjećam Australaca, da li se to (Alpha) promijenilo u 1 na 100.000 ili nešto slično?
Newman: Da, tako da još ne možemo isključiti njihovo mjerenje. U ovom je trenutku skromno diskretan. Niti jedan znanstvenik ne bi gledao ove vrijednosti i rekao da jedno isključuje drugo jer je njihova nazivna preciznost velika. Pitanje je može li postojati nešto sustavno krivo s mjerenjem; može li nešto poći po zlu s tom tehnikom? S obzirom da su različite skupine dobile različite vrijednosti, vjerojatno je da nešto nije u redu s jednom ili drugom skupinom; bilo ona grupa koja definira promjenu alfe ili grupa koja nema. To još ne možemo isključiti, ali sa većim uzorkom, pomoću naše jednostavne metode, možemo odlučiti.
Fraser: Što bi vam bilo potrebno da biste uspjeli doći do konačnog odgovora da ste oboje; mjenjači i statični ljudi se dogovore?
Newman: Mislim da bi nam podaci koji dolaze od nas sigurno pomogli jer trenutno možemo pokazati da nismo ograničeni bilo kakvom sustavnom pogreškom ili sustavnom neizvjesnošću u onome što radimo. Ograničeni smo samo nasumičnim greškama i slučajnim greškama, možete poboljšati ako imate veći uzorak. Druge tehnike, ostale grupe također pokušavaju dobiti više podataka kako bi smanjili svoje pogreške i pokušali izvršiti mjerenja nekoliko različitih vrsta kako bi vidjeli mogu li dobiti dosljedne odgovore, ne samo s ovom složenijom verzijom metode gledajući kvazare, ali sada čine korak unatrag i pokušavaju koristiti nešto jednostavniju metodu toga. Dakle, nadamo se da će se ovi složiti i pokušati doći do zajedničkog odgovora nakon što uđu njihovi skupovi podataka.
Fraser: U redu. Recimo da niste u pravu i to se (Alpha) mijenjalo s vremenom, što bi to moglo značiti za budućnost svemira? Ako nastavi dalje.
Newman: Dakle, promjene koje su pronađene su relativno spore; čak i skupine koje nađu značajne promjene i očekivane bi promjene trebale biti sporije i sporije kako vrijeme prolazi. Većina predviđanja glasi da ako se alfa promijeni, to se uglavnom mijenja u prvim sekundama svemira. Jednostavno postaje sve sporije i sporije te sporije nakon toga. Dakle, na kraju, ako se to vrlo sporo mijenja, zvijezde će izgorjeti prije nego što se promijene dovoljno da utječu na kemiju i interakcije atoma.
