În noiembrie, o echipă de cercetători de la Universitatea de Tehnologie Swinburne și Universitatea din Cambridge au publicat câteva descoperiri foarte interesante despre o galaxie situată la aproximativ 8 miliarde de ani lumină. Folosind telescopul foarte mare al Observatorului La Silla (VLT), ei au examinat lumina care vine din gaura neagră supermasivă (SMBH) din centrul său.
Procedând astfel, au putut determina că energia electromagnetică provenită din această galaxie îndepărtată a fost aceeași cu ceea ce observăm aici pe Calea Lactee. Acest lucru a arătat că o forță fundamentală a Universului (electromagnetismul) este constantă în timp. Și luni, 4 decembrie, ESO a urmărit această descoperire istorică, eliberând citirile din spectrul de culori ale acestei galaxii îndepărtate - cunoscută sub denumirea HE 0940-1050.
Pentru recapitulare, cele mai mari galaxii din Univers au SMBH-uri în centrul lor. Aceste găuri negre uriașe sunt cunoscute pentru consumarea materiei care orbitează în jurul lor, expulzând cantități extraordinare de energie radio, cuptor cu microunde, infraroșu, optic, ultraviolete (UV), raze X și raze gamma în acest proces. Din această cauză, ele sunt unele dintre cele mai strălucitoare obiecte din Universul cunoscut și sunt vizibile chiar și de la miliarde de ani lumină.
Dar, datorită distanței lor, energia pe care o emit trebuie să treacă prin mediul intergalactic, unde intră în contact cu o cantitate incredibilă de materie. În timp ce cea mai mare parte din aceasta constă din hidrogen și heliu, există și alte cantități de alte elemente. Acestea absorb o mare parte din lumina care călătorește între galaxii îndepărtate și noi, iar liniile de absorbție pe care le creează ne pot spune multe despre tipurile de elemente care sunt acolo.
În același timp, studierea liniilor de absorbție produse de lumina care trece prin spațiu ne poate spune cât de multă lumină a fost eliminată din spectrul cuasar inițial. Utilizând instrumentul Ultraviolet și Visual Echelle Spectrograph (UVES) la bordul VLT, echipa Swinburne și Cambridge au reușit să facă acest lucru, strecurând astfel un vârf la „amprentele digitale ale Universului timpuriu”.
Ceea ce au descoperit a fost că energia provenită din HE 0940-1050 era foarte asemănătoare cu cea observată în galaxia Căii Lactee. Practic, au obținut dovada că energia electromagnetică este consecventă în timp, ceva care anterior a fost un mister pentru oamenii de știință. După cum afirmă în studiul lor, care a fost publicat în documentul Avize lunare ale Royal Astronomical Society:
„Modelul standard al fizicii particulelor este incomplet, deoarece nu poate explica valorile constantelor fundamentale sau poate prezice dependența lor de parametri precum timpul și spațiul. Prin urmare, fără o teorie care să poată explica corect aceste numere, constanța lor nu poate fi identificată decât măsurându-le în diferite locuri, ore și condiții. Mai mult, multe teorii care încearcă să unifice gravitația cu celelalte trei forțe ale naturii invocă constante fundamentale care variază.“
Întrucât se află la 8 miliarde de ani lumină și sistemul său puternic de absorbție a metalelor care intervine, sondarea spectrului electromagnetic este pusă de cvazarul central HE 0940-1050 - ca să nu mai vorbim de capacitatea de a corecta toată lumina care a fost absorbită de mediul intergalactic intervenient - a oferit o oportunitate unică de a măsura cu precizie modul în care această forță fundamentală poate varia pe o perioadă foarte lungă de timp.
În plus, informațiile spectrale pe care le-au obținut s-au întâmplat de cea mai înaltă calitate observate vreodată dintr-un quasar. După cum au indicat mai departe în studiul lor:
„Cea mai mare eroare sistematică din toate (dar una) măsurători similare anterioare, inclusiv probele mari, a fost distorsiunile pe distanțe lungi în calibrarea lungimii de undă. Acestea ar adăuga o eroare sistematică de 2 ppm la măsurarea noastră și până la? 10 ppm la alte măsurători folosind tranzițiile Mg și Fe. "
Cu toate acestea, echipa a corectat acest lucru prin compararea spectrelor UVES cu spectre bine calibrate obținute de la Căutătorul planetar de mare precizie radială (HARPS) - care este, de asemenea, localizat la Observatorul La Silla. Combinând aceste lecturi, au rămas cu o incertitudine sistematică reziduală de doar 0,59 ppm, cea mai mică marjă de eroare de la orice sondaj spectrografic până în prezent.
Aceasta este o veste interesantă și din mai multe motive. Pe de o parte, măsurătorile precise ale galaxiilor îndepărtate ne permit să testăm unele dintre cele mai complicate aspecte ale modelelor noastre cosmologice actuale. Pe de altă parte, determinarea faptului că electromagnetismul se comportă în mod consecvent în timp este o constatare majoră, în mare parte pentru că este responsabilă de mare parte din ceea ce se întâmplă în viața noastră de zi cu zi.
Dar poate cel mai important dintre toate, înțelegerea modului în care o forță fundamentală precum electromagnetismul se comportă de-a lungul timpului și spațiului este intrinsecă pentru a afla modul în care - precum și forța nucleară slabă și puternică - se unifică cu gravitația. Aceasta a fost și o preocupare a oamenilor de știință, care sunt încă în pierdere atunci când vine vorba de a explica modul în care legile care guvernează interacțiunile de particule (adică teoria cuantică) se unifică cu explicații despre modul în care funcționează gravitația (adică relativitatea generală).
Găsind măsurători ale modului în care aceste forțe operează, care nu variază, ar putea ajuta la crearea unei Teorii de Unificare Mare (GUT). Un pas mai aproape de a înțelege cu adevărat cum funcționează Universul!
