Линии поглощения в спектре белого карлика должны "сдвинуться", если значение постоянной тонкой структуры не является константой
Наблюдения за далёкими квазарами помогли учёным подтвердить, что силы электромагнетизма и прочие физические феномены «работали» 8 миллиардов лет назад так же, как и сегодня, говорится в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
«Стандартная модель физики не является полной — она не может объяснить значения фундаментальных констант или предсказать то, как они зависят от свойств пространства и времени. Поэтому мы можем проверить постоянство законов физики только одним путём — изучая то, как себя они ведут в разные времена и в разных местах», — заявляют Роберт Карсвелл (Robert Carswell) и его коллеги из Кембриджского университета (Великобритания).
Сегодня учёные активно дискутируют о том, были ли законы физики всегда одинаковыми или они могли отличаться от текущих принципов работы Вселенной во времена Большого Взрыва и в первые эпохи жизни мироздания, когда его границы расширялись необъяснимо быстрым образом.
К примеру, снятие жёсткого ограничения на максимальную скорость движения света, о наличии которого Эйнштейн заявил ещё в 1905 году, позволяет космологам объяснить то, почему в так называемом реликтовом излучении, «эхо» Большого Взрыва, присутствуют необычные «тёмные пятна» и сильные флуктуации, невозможные в рамках стандартных представлений о неизменных силах природы.
Существуют и другие свидетельства того, к примеру, странности в поведении относительно древних и недавних сверхновых первого типа, которые указывают на то, что скорость расширения Вселенной и управляющие ей законы могли меняться по несколько раз.
Как утверждает Карсвелл и его коллеги, подобные процессы, если они на самом деле происходили, а не были порождены погрешностями в работе телескопов и научных приборов, не мог происходить позже, чем 8 миллиардов лет назад.
К такому выводу учёные пришли, наблюдая за сверхмассивной чёрной дырой в центре далёкой галактики HE 0515-4414, расположенной в созвездии Живописца на расстоянии в примерно 8 миллиардов световых лет от Земли. Это означает, что мы видим её в том состоянии, в котором она находилась 8 миллиардов лет назад.
Её чёрная дыра поглощает необычно много материи, благодаря чему HE 0515-4414, несмотря на большое расстояние до этой галактики, является самым ярким квазаром на ночном небе южного полушария Земли. Карсвелл и его коллеги воспользовались этим качеством данного «звёздного мегаполиса» для изучения того, какими свойствами обладало электромагнитное излучение в ту эпоху.
Как объясняют учёные, манера взаимодействия электромагнитного излучения с материей определяется так называемой «постоянной тонкой структуры» — константой, определяющей силу связи электромагнитных волн и элементарных частиц материи. Сейчас она равна 137.035, однако в прошлом, как показывали наблюдения за белыми карликами в 2013 году, она могла быть другой.
Значение этой постоянной, по словам астрофизиков, отражается в том, как далеко расположены друг от друга определённые «тёмные» линии в спектре далёких объектов, в том числе ядер галактик. Для её вычисления необходимо, чтобы спектр был особенно чётким и чистым от помех, что в случае с HE 0515-4414 было возможным благодаря её высокой яркости.
Как показали подобные замеры, значения постоянной тонкой структуры сегодня и 8 миллиардов лет назад были фактически одинаковыми — они отличались, в самом худшем случае, на 1,42 частей на миллион, что ниже погрешности измерений. Соответственно, можно говорить о том, что законы физики были одинаковыми и тогда, и сегодня.
Источник Астролябия
