Perusluku, joka vaikuttaa atomien lähettämän valon väriin ja kaikkiin kemiallisiin vuorovaikutuksiin, ei ole muuttunut yli 7 miljardiin vuoteen, tähtitieteilijäryhmän havaintojen mukaan, jotka kuvaavat galaksien ja maailmankaikkeuden kehitystä.
Tulokset ilmoittaa tänään (maanantaina 18. huhtikuuta) American Physical Society (APS): n vuosikokouksessa. Tähtitieteilijä Jeffrey Newman, Hubble-stipendiaatti Lawrence Berkeleyn kansallisessa laboratoriossa, edustaa DEEP2: tä, yhteistyötä johtaa Kalifornian yliopisto, Berkeley. ja UC Santa Cruz. Newman esittelee tiedot ja päivityksen DEEP2-projektista kello 13.00. EDT-lehdistötilaisuus Marriott Waterside -hotellissa Tampassa, Fla.
Hieno rakennevakio, yksi kourallinen puhtaista numeroista, joilla on keskeinen rooli fysiikassa, esiin nousee melkein kaikissa yhtälöissä, jotka sisältävät sähköä ja magneettisuutta, mukaan lukien ne, jotka kuvaavat atomien aiheuttamia sähkömagneettisten aaltojen - valon - säteilyä. Perusteellisesta luonteestaan huolimatta jotkut teoreetikot ovat kuitenkin ehdottaneet, että se muuttuu hienovaraisesti maailmankaikkeuden vanhetessa, mikä heijastaa muutosta vetovoimassa atomin ytimen ja sen ympärillä sumisevien elektronien välillä.
Muutaman viime vuoden aikana ryhmä australialaisia tähtitieteilijöitä on ilmoittanut, että vakio on lisääntynyt maailmankaikkeuden aikana noin yhdellä osalla 100 000: sta, perustuen mittauksiin, jotka koskevat valon absorptiota etäkvasaareista, kun valo kulkee galaksien lähemmäs meille. Muut tähtitieteilijät eivät kuitenkaan ole löytäneet sellaista muutosta samaa tekniikkaa käyttämällä.
DEEP2-tutkimusryhmän uusissa havainnoissa käytetään suorempaa menetelmää vakion riippumattoman mittaamiseksi, eivätkä ne sisällä muutosta yhdessä osassa 30 000: sta.
”Hieno rakennevakio asettaa sähkömagneettisen voiman voimakkuuden, joka vaikuttaa siihen, kuinka atomit pitävät yhdessä ja atomin energiatasoilla. Jollakin tasolla se auttaa asettamaan koko atomien muodostaman tavallisen aineen mittakaavan ”, Newman sanoi. "Tämä tyhjä tulos tarkoittaa, että teoreetikkojen ei tarvitse löytää selitystä miksi se muuttuisi niin paljon."
Kreikkalaisen alfa-kirjaimen nimeämä hieno rakennevakio on suhde muihin luonnon "vakioihin", jotka joissain teorioissa voivat muuttua kosmisen ajan kuluessa. Yhtä yhtä kuin elektronin varauksen neliö jaettuna Planckin vakion valonopeudella, alfa muuttuisi yhden viimeaikaisen teorian mukaan vain, jos valon nopeus muuttuisi ajan myötä. Jotkut tumman energian tai suuren yhdistymisen teoriat, etenkin ne, jotka sisältävät monia ylimääräisiä ulottuvuuksia tuntemattomien avaruuden ja ajan neljän ulkopuolella, ennustavat hienorakenteen vakion asteittaisen kehityksen, Newman sanoi.
DEEP2 on viiden vuoden tutkimus yli 7 - 8 miljardin valovuoden päässä olevista galakseista, joiden valo on venytetty tai punasiirtynyt melkein kaksinkertaiseksi alkuperäiseen aallonpituuteensa maailmankaikkeuden laajentuessa. Vaikka kansallisen tiedesäätiön tukemaa yhteistyöhanketta ei ole suunniteltu etsimään variaatiota hienorakenteen vakiossa, kävi selväksi, että tähän mennessä havaittu 40 000 galaksin osajoukko palvelee tätä tarkoitusta.
"Tässä jättimäisessä tutkimuksessa käy ilmi, että pieni osa tiedoista näyttää olevan täydellisiä vastaamiseen Jeffin esittämään kysymykseen", kertoi DEEP2: n päätutkija Marc Davis, UC Berkeleyn tähtitieteen ja fysiikan professori. "Tämä kysely on todella yleinen tarkoitus ja palvelee miljoonaa käyttöä."
Useita vuosia sitten tutkimuksen instituutin tähtitieteilijä John Bahcall huomautti, että etsiessäsi hienorakenteen vakion variaatioita, etäisten galaksien päästöjohtojen mittaaminen olisi suorempaa ja vähemmän altis virheille kuin absorptiolinjojen mittaus. Newman huomasi nopeasti, että hapenpäästölinjoja sisältävät DEEP2-galaksit sopivat täydellisesti tarkan mittauksen mahdollisista muutoksista.
"Kun ristiriitaisia tuloksia siitä, että absorptiolinjat alkavat näkyä, minulla oli ajatus, että koska meillä on kaikki nämä voimakkaan punasiirtymän galaksit, voimme ehkä tehdä jotain ei absorptiolinjojen, vaan näytteen sisällä olevien päästöjohtojen kanssa", Newman sanoi. "Päästöjohdot olisivat hiukan erilaisia, jos hieno rakennevakio muuttuisi."
DEEP2-tiedot antoivat Newmanille ja hänen kollegoilleen mitata ionisoidun hapen (OIII, ts. Happi, joka on menettänyt kaksi elektronia) emissioviivojen aallonpituuden tarkkuudella, joka on parempi kuin 0,01 angströmiä 5000 angströmistä. Angström, noin vetyatomin leveys, vastaa 10 nanometriä.
"Tämä on tarkkuus, jonka ylittävät vain ihmiset, jotka yrittävät etsiä planeettoja", hän sanoi viitaten heikkojen huojuntojen havaitsemiseen tähtien takia tähtäävien planeettojen takia.
DEEP2-ryhmä vertasi kahden OIII-päästölinjan aallonpituuksia 300 yksittäiselle galaksille eri etäisyyksillä tai punasiirtymissä, jotka vaihtelevat punasiirtymästä noin 0,4 (noin 4 miljardia vuotta sitten) 0,8 (noin 7 miljardia vuotta sitten). Mitattu hienorakennevakio ei eroa nykyisestä arvosta, joka on noin 1/137. Myöskään alfan arvossa ei ollut nousevaa tai laskevaa suuntausta tällä 4 miljardin vuoden ajanjaksolla.
"Null-tulos ei ole tarkin mittaus, mutta toiseen menetelmään (absorptiolinjojen tarkasteluun), joka antaa tarkempia tuloksia, liittyy systemaattisia virheitä, jotka saavat menetelmää käyttävät ihmiset saamaan erilaisia tuloksia", Newman sanoi.
Newman ilmoitti myös APS-kokouksessa DEEP2-tutkimuksen ensimmäisen kauden (2002) julkisen julkaisun, joka edustaa 10 prosenttia 50 000 etäisestä galaksista, joita joukkue toivoo tutkivan. DEEP2 käyttää DEIMOS-spektrografia Keck II -kaukoputkella Havaijilla näiden kaukaisten galaksien punasiirteen, kirkkauden ja värispektrin tallentamiseen ensisijaisesti galaksiryhmittelyn vertaamiseksi verrattuna nyt. Kyselyn, joka on nyt yli 80 prosenttia valmis, pitäisi saada havainnot päätökseen kesällä, ja tiedot julkaistaan kokonaan vuoteen 2007 mennessä.
"Tämä on todella ainutlaatuinen tietojoukko, joka rajoittaa sekä galaksien kehitystä että kuinka maailmankaikkeus on kehittynyt ajan myötä", Newman sanoi. ”Sloan Digital Sky Survey tekee mittauksista suunnilleen punasiirtymään 0.2, katsottuna viimeksi kuluneelle 2-3 miljardille vuodelle. Aloitamme todellakin punasiirtymästä 0,7 ja huippunsa 0,8: sta tai 0,9: stä, mikä vastaa 7-8 miljardia vuotta sitten, jolloin maailmankaikkeus oli puoliksi vanhempi kuin nykyään. ”
Tutkimuksessa on myös saatu päätökseen mittaukset, jotka voisivat valaista pimeän energian luonnetta - salaperäistä energiaa, joka tunkeutuu maailmankaikkeuteen ja näyttää aiheuttavan maailmankaikkeuden laajentumisen kiihtyvän. Ryhmä mallinee nyt erilaisia pimeän energian teorioita vertaamaan teoreettisia ennusteita uusiin DEEP2-mittauksiin.
Kuten Davis selitti, pimeän energian määrä, jonka nyt arvioidaan olevan 70 prosenttia kaikesta maailmankaikkeuden energiasta, määrää galaksien ja galaksien klustereiden evoluution. Laskemalla pienten ryhmien ja massiivisten galaksiryhmien lukumäärä etäisessä tilavuudessa niiden punasiirteen ja massan funktiona, on mahdollista mitata määrä, jolla maailmankaikkeus on laajentunut nykypäivään, mikä riippuu luonteesta pimeästä energiasta.
”Periaatteessa lasket klusterit ja kysyt:” Onko niitä paljon vai vähän? ”” Davis sanoi. ”Se on kaikki mitä se tarkoittaa. Jos klustereita on hyvin vähän, se tarkoittaa, että maailmankaikkeus on laajentunut melkoisesti. Ja jos klustereita on paljon, maailmankaikkeus ei laajentunut niin paljon. "
Davis vertaa tällä hetkellä DEEP2-mittauksia yksinkertaisimman tummanergian teorian ennusteisiin, mutta toivoo tekevänsä yhteistyötä muiden teoreetikkojen kanssa eksoottisempien tummanergian teorioiden testaamiseksi.
"He todella yrittävät saada aikaan sen, kuinka tumma energian tiheys muuttuu maailmankaikkeuden kasvaessa", kertoi UC Berkeleyn teoreettinen fyysikko Martin White, Davisin kanssa työskennellyt tähtitieteen ja fysiikan professori. ”Jos pimeän energian tiheys on Einsteinin kosmologinen vakio, teoreettinen ennuste on, että se ei muutu. Pyhän Graalin tarkoituksena on nyt saada todisteita siitä, että se ei ole kosmologinen vakio, että se todella muuttuu. "
Alkuperäinen lähde: UC Berkeley
