Marraskuussa tutkijaryhmä Swinburnen teknillisestä yliopistosta ja Cambridgen yliopistosta julkaisi erittäin mielenkiintoisia löydöksiä noin 8 miljardin valovuoden päässä sijaitsevasta galaksista. La Silla-observatorion erittäin suurta kaukoputkea (VLT) käyttämällä he tutkivat valoa, joka tuli sen keskellä olevasta supermassiivisesta mustasta aukosta (SMBH).
Näin tehdessään he pystyivät määrittämään, että tästä kaukaisesta galaksista tuleva sähkömagneettinen energia oli sama kuin mitä tarkkailemme täällä Linnunradalla. Tämä osoitti, että maailmankaikkeuden perustavoima (sähkömagneettisuus) on vakio ajan myötä. Ja maanantaina 4. joulukuuta ESO seurasi tätä historiallista löytöä julkaisemalla tämän kaukaisen galaksin - tunnetaan nimellä HE 0940-1050 - värispektrin lukemat.
Yhteenvetona voidaan todeta, että useimmilla maailmankaikkeuden galakseilla on SMBH: t keskellä. Nämä valtavat mustat aukot tunnetaan kuluttavan ympärillä kiertävää ainetta, karkaamalla prosessissa valtavia määriä radio-, mikroaalto-, infrapuna-, optista, ultravioletti (UV), röntgen- ja gammasäteenergiaa. Tämän takia ne ovat eräitä tunnetun maailmankaikkeuden kirkkaimpia esineitä ja ovat näkyvissä jopa miljardeista valovuodesta.
Mutta etäisyytensä vuoksi niiden emittoiman energian on kuljettava galaktienvälisen väliaineen läpi, missä se joutuu kosketuksiin uskomattoman määrän aineen kanssa. Vaikka suurin osa tästä koostuu vedystä ja heliumista, on myös hiukkasia muita elementtejä. Ne absorboivat suuren osan valosta, joka kulkee etäisten galaksien ja meidän välillä, ja niiden luomat absorptioviivat voivat kertoa meille paljon siitä, millaisia elementtejä siellä on.
Samalla tutkimalla avaruuden läpi kulkevan valon tuottamia absorptioviivoja voidaan kertoa meille, kuinka paljon valoa poistettiin alkuperäisestä kvaasarispektristä. Swinburne- ja Cambridge-joukkue pystyi tekemään juuri ultraääni- ja visuaalisen echelle-spektrografin (UVES) avulla VLT: llä, ja hiipi huippunsa varhaisen maailmankaikkeuden sormenjälkiin.
He löysivät, että HE 0940-1050: stä tuleva energia oli hyvin samanlainen kuin Linnunradan galaksissa havaittu energia. Periaatteessa he saivat todisteita siitä, että sähkömagneettinen energia on jatkuvaa ajan myötä, mikä oli aiemmin mysteeri tutkijoille. Kuten he toteavat tutkimuksessaan, joka julkaistiin Kuukausittaiset ilmoitukset Royal Astronomical Society -tapahtumasta:
"Hiukkasfysiikan vakiomalli on epätäydellinen, koska se ei voi selittää perustavanlaatuisten vakioiden arvoja tai ennustaa niiden riippuvuutta parametrien, kuten ajan ja tilan, ominaisuuksista. Siksi ilman teoriaa, joka kykenee selittämään nämä luvut oikein, niiden vakio voidaan tarkistaa vain mittaamalla ne eri paikoissa, aikoissa ja olosuhteissa. Lisäksi monet teoriat, jotka yrittävät yhdistää painovoiman kolmen muun luonnonvoiman kanssa, vetoavat perustavanlaatuisiin vakioihin, jotka ovat erilaisia.“
Koska se on 8 miljardin valovuoden päässä, ja sen voimakas välinen metalli-absorptiojärjestelmä, koettaa sähkömagneettista spektriä, jonka HE 0940-1050 keskikvaari asettaa - puhumattakaan kyvystä korjata kaikkea sitä valoa, jonka absorboi väliintulokas galaktien välinen väline - tarjosi ainutlaatuisen tilaisuuden mitata tarkasti, kuinka tämä perusvoima voi vaihdella hyvin pitkän ajanjakson aikana.
Tämän lisäksi heidän hankkimiensa spektritietojen sattui olemaan korkeinta laatua, jota kvaasarista on koskaan havaittu. Kuten he edelleen ilmoittivat tutkimuksessaan:
”Suurin systemaattinen virhe kaikissa (paitsi yhdessä) aiemmissa samanlaisissa mittauksissa, suuret näytteet mukaan lukien, oli aallonpituuden kalibroinnin pitkän kantaman vääristymät. Ne lisäisivät <2 ppm systemaattisen virheen mittaukseemme ja jopa 10 ppm muihin mittauksiin, joissa käytetään Mg- ja Fe-siirtymiä. "
Ryhmä kuitenkin korjasi tämän vertaamalla UVES-spektriä hyvin kalibroituihin spektriin, jotka on saatu suuren tarkkuuden radiaalinopeuden planeetanhakijalta (HARPS) - joka sijaitsee myös La Silla-observatorion alueella. Yhdistämällä nämä lukemat heille jätettiin systemaattinen jäännösvarmuus vain 0,59 ppm, mikä on pienin virhemarginaali minkä tahansa tähän mennessä tehdyn spektrografisen tutkimuksen perusteella.
Tämä on jännittävä uutinen, ja siitä syystäkin. Toisaalta etäisten galaksien tarkkojen mittausten avulla voimme testata joitain vaikeimmista puolista nykyisissä kosmologisissa malleissamme. Toisaalta sen määrittäminen, että sähkömagneettisuus käyttäytyy yhdenmukaisesti ajan myötä, on tärkeä löytö, pääasiassa siksi, että se on vastuussa suuresta osasta jokapäiväistä elämäämme.
Mutta ehkä kaikkein tärkeintä on ymmärtää, kuinka perusvoima, kuten sähkömagneetismi, käyttäytyy ajassa ja tilassa, on olennaista sen selvittämiselle, kuinka se - sekä heikko ja voimakas ydinvoima - yhdentyy painovoiman kanssa. Tämäkin on ollut tutkijoiden huolenaihe, jotka ovat edelleen tappiollisia selitettäessä, kuinka partikkelien vuorovaikutusta säätelevät lait (ts. Kvanttiteoria) yhtyvät selityksiin, kuinka painovoima toimii (ts. Yleinen relatiivisuus).
Havaitsemalla mittaukset näiden voimien toiminnasta, jotka eivät ole vaihtelevia, voisi olla apua toimivan Grand Unifying Theory (GUT) luomiseen. Yksi askel lähempänä maailmankaikkeuden toiminnan todellista ymmärtämistä!
