Změřeny podivné odchylky v konstantě jemné struktury

Doporučujeme

Webbův dalekohled objevil velké množství plynů bohatých na uhlík, které slouží jako ingredience pro budoucí planety

21. 11. 2024

Editování genů CRISPR/Cas9 vedlo k zefektivnění fotosyntézy

20. 11. 2024

Týden na ITBiz: Pomocí DNA vyrobili diamantové fotonické krystaly

19. 11. 2024

Jako kdyby nestačilo, že fyzikální konstanty by podle některých názorů nemusely být konstantní v čase, jedna z nejdůležitějších z nich se může měnit i v prostoru.

Konstanta jemné struktury je bezrozměrné číslo (tedy nezávislé na volně jednotek), které získáme zkombinováním Planckovy konstanty, rychlosti světla a náboje elektronu. Můžeme ji chápat jako měřítko velikosti elektromagnetické interakce. Uplatňuje se v kvantové elektrodynamice i jako jeden ze stupních parametrů do standardního modelu.
Nová studie tvrdí na základě čtyř měření světla z kvasaru J1120+0641 vzdáleného asi 13 miliard světelných let a vzniklého asi 0,8 miliard let po velkém třesku, že na různých místech vesmíru ale měříme různé hodnoty této „konstanty“. Odchylka hodnoty z kvasaru a hodnoty ze Země je řádově 10 na -5 (podíl rozdílu obou hodnot a příslušné hodnoty, tj. odlišnost v tisícinách procenta). Což je extrémně divné, ještě o dost divnější, než kdyby se konstanta měnila v čase.
John Webb z University of New South Wales, jeden z autorů studie publikované v Science Advances, uvádí, že nejde o první takový výsledek získaný měřením velmi vzdáleného kvasaru (nejvzdálenější kvasary, které dokážeme detekovat, jsou od nás právě asi 13 miliard světelných let). Původně si samozřejmě všichni mysleli, že je nějaká chyba v měření nebo ve výpočtech. Protože kvasar vzdálený 13 miliard světelných let znamená kvasar v minulosti, odlišná hodnota oproti okolí Země by mohla znamenat změny konstanty v čase. Jenomže když změříme různé hodnoty u zhruba stejně vzdálených kvasarů v různých směrech, data žádnou změny konstanty v čase nenaznačují. Byl by to ale další argument podporující názor, že vesmír je anizotropní.
Viz také: Rozpínání vesmíru může být v každém směru jiné

Někde je interakce silnější, jinde slabší (bez ohledu na na to, zda jde o odpuzování nebo přitahování, není to tak, že by třeba jeden náboj nějak převládal v jednom směru apod.). To jsou samozřejmě jen taková přirovnání pro nás laiky. Data najít naznačovat, že v jenom směru existuje ve vesmíru gradient příslušné konstanty, v kolmém nikoliv.
Samozřejmě opět platí – tak silné tvrzení si vyžaduje velmi silné důkazy, a takových se mu dosud určitě nedostalo. Měření u různých kvasarů byla prováděna různými technologiemi, mírně odlišné výsledky samy o sobě proto zase nejsou tak divné, a to, že v rozdílech vidíme nějaký vzor, může být prostě náhoda. Zajímavé ale je, že k podobným závěrům dospěly dva různé týmy (viz dvě studie níže), údajně nezávisle na sobě.
Samozřejmě se přímo nabízejí související úvahy: proč by se směrovost nemohla uplatňovat také u jiných základních sil? Dále pak z velikosti elektromagnetické interakce vyplývá celá chemie a z ní i život. Možná tak „antropický princip“ dostává další ránu. Velikost konstant je „vyladěna“ tak, aby umožňovala vznik života (inteligentního života našeho typu) pouze v naší části vesmíru, jinde je odlišná a není nad čím dumat. (Poznámka PH: O úroveň výš si to můžeme představit na multiverzu, „existují vesmíry s odlišnými parametry, v nichž si otázku nemá kdo položit, proto právě my musíme žít v takovém vesmíru, který je nám jakoby ušit na míru“ – obecně antropický princip v této podobě není vůbec přesvědčivý.)

Michael R. Wilczynska et al. Four direct measurements of the fine-structure constant 13 billion years ago, Science Advances (2020). DOI: 10.1126/sciadv.aay9672
K. Migkas et al. Probing cosmic isotropy with a new X-ray galaxy cluster sample through the LX–T scaling relation, Astronomy & Astrophysics (2020). DOI: 10.1051/0004-6361/201936602
Zdroj: University of New South Wales/Phys.org