Še novembra je skupina raziskovalcev Tehnološke univerze Swinburne in Univerze v Cambridgeu objavila nekaj zelo zanimivih dognanj o galaksiji, ki je oddaljena približno 8 milijard svetlobnih let. S pomočjo zelo velikega teleskopa opazovalnice La Silla (VLT) so preučili svetlobo, ki prihaja iz supermasivne črne luknje (SMBH) v njenem središču.
S tem so lahko ugotovili, da je elektromagnetna energija, ki prihaja iz te oddaljene galaksije, enaka tistemu, ki ga opazimo tukaj na Mlečni poti. To je pokazalo, da je temeljna sila Vesolja (elektromagnetizem) s časom konstantna. In v ponedeljek, 4. decembra, je ESO spremljal to zgodovinsko najdbo, tako da je objavil odčitke barvnega spektra te oddaljene galaksije - znane kot HE 0940-1050.
Če povzamemo, ima večina velikih galaksij v vesolju SMBH v središču. Te ogromne črne luknje so znane po tem, da porabljajo snov, ki kroži okoli njih, in v tem času izpuščajo ogromno radijske, mikrovalovne, infrardeče, optične, ultra vijolične (UV), rentgenske in gama žarke. Zaradi tega so nekateri najsvetlejši predmeti v znanem vesolju in so vidni celo od milijard svetlobnih let.
Toda zaradi oddaljenosti mora energija, ki jo oddajajo, skozi medgalaktični medij, kjer pride v stik z neverjetno količino snovi. Medtem ko je večina tega sestavljena iz vodika in helija, obstajajo tudi drugi elementi v sledovih. Te absorbirajo veliko svetlobe, ki potuje med oddaljenimi galaksijami in nami, in absorbcijske linije, ki jih ustvarijo, nam lahko veliko povejo o vrstah elementov, ki so tam zunaj.
Hkrati s preučevanjem absorbcijskih vodov, ki nastanejo s svetlobo, ki prehaja skozi vesolje, nam lahko povemo, koliko svetlobe je bilo odstranjeno iz prvotnega kvazarjevega spektra. Z uporabo instrumenta za ultravijolično in vizualno ehelle spektrograf (UVES) na krovu VLT sta ekipi Swinburne in Cambridge uspeli prav to in tako dosegli vrhunec na "prstnih odtisih zgodnjega vesolja".
Ugotovili so, da je bila energija, ki prihaja iz HE 0940-1050, zelo podobna energiji, opaženi v galaksiji Mlečna pot. V bistvu so pridobili dokaz, da je elektromagnetna energija sčasoma konsistentna, kar je bilo znanstvenikom prej skrivnost. Kot navajajo v svoji študiji, ki je bila objavljena v Mesečna obvestila Royal Astronomical Society:
"Standardni model fizike delcev je nepopoln, ker ne more razložiti vrednosti osnovnih konstant ali predvideti njihove odvisnosti od parametrov, kot sta čas in prostor. Brez teorije, ki bi te številke znala pravilno razložiti, je mogoče njihovo konstantnost preizkusiti le z merjenjem v različnih krajih, časih in pogojih. Poleg tega se mnoge teorije, ki poskušajo poenotiti gravitacijo z drugimi tremi naravnimi silami, sklicujejo na različne konstante.“
Ker je oddaljeno 8 milijard svetlobnih let in je njegov močan sistem za absorpcijo kovin, ki sondira elektromagnetni spekter, ki ga daje HE 0940-1050 centralni kvazar - da ne omenjam sposobnosti popravljanja za vso svetlobo, ki jo je absorbiral intergalaktični medij - je bil edinstvena priložnost za natančno merjenje, kako se lahko ta temeljna sila spreminja v zelo dolgem časovnem obdobju.
Poleg tega so bili dobljeni spektralni podatki najvišje kakovosti, ki so jih kdaj opazili iz kvazarja. Kot so nadalje navedli v svoji študiji:
"Največja sistematična napaka v vseh (razen eni) prejšnjih podobnih meritvah, vključno z velikimi vzorci, so bila popačenja na dolgi doseg pri umerjanju valovne dolžine. To bi dodalo sistematično napako? 2 ppm k naši meritvi in do? 10 ppm pri drugih meritvah z uporabo Mg in Fe prehodov. "
Vendar pa je ekipa to popravila s primerjavo UVES spektrov z dobro umerjenimi spektri, pridobljenimi z iskalcem planetov visoke natančnosti (HARPS), ki je prav tako nameščen v Observatoriju La Silla. Z združevanjem teh odčitkov jim je ostala preostala sistematična negotovost le 0,59 ppm, kar je najnižja mera napake od vseh spektrografskih raziskovanj do zdaj.
To je zanimiva novica in iz več razlogov ena. Na eni strani natančne meritve oddaljenih galaksij nam omogočajo preizkus nekaterih najtežjih vidikov naših trenutnih kozmoloških modelov. Po drugi strani pa je ugotovitev, da se elektromagnetizem sčasoma vede dosledno, predvsem zato, ker je odgovoren za tolikšen del dogajanja v našem vsakdanjem življenju.
Morda pa je najpomembneje, da je razumevanje, kako se temeljna sila, kot je elektromagnetizem, obnaša v času in vesolju, bistveno za ugotovitev, kako se - kot tudi šibka in močna jedrska sila - poenoti z gravitacijo. Tudi to se je ukvarjalo z znanstveniki, ki so še vedno v zgubi, ko gre za razlago, kako se zakoni, ki urejajo medsebojno delovanje delcev (tj. Kvantna teorija), poenotijo s pojasnili, kako deluje gravitacija (tj. Splošna relativnost).
Z iskanjem meritev delovanja teh sil, ki se ne spreminjajo, bi lahko pomagalo ustvariti delujočo Veliko teorijo združevanja (GUT). Korak bližje resničnemu razumevanju, kako deluje Vesolje!
