Новости

Астрофизики из Университета Нового Южного Уэльса, Технологического университета Суинбёрна (оба — Австралия) и Института астрономии в Кембридже (Великобритания) показали, что постоянная тонкой структуры, возможно, изменяется и во времени, и в пространстве.

Постоянная тонкой структуры α, введённая немецким физиком Арнольдом Зоммерфельдом в 1916 году, характеризует электромагнитное взаимодействие и описывается выражением

e²•(2•ε₀•h•с)^-1,

где e — заряд электрона, ε₀ — электрическая постоянная, h — постоянная Планка, с — скорость света. Размерности α не имеет, а её значение близко к 1/137.

Около трёх месяцев назад «КЛ» рассказывала о наблюдениях удалённого радиоисточника на красном смещении z ~ 0,247, которые свидетельствовали о том, что с увеличением z (то есть при движении в прошлое) значение α уменьшается. Для представления таких результатов используется величина Δα/α = (α_z - α₀)/α₀, где α₀ — указанное выше «лабораторное» значение постоянной. Авторы рассмотренной тогда работы получили, к примеру, Δα/α = (-3,1 ± 1,2)•10^-6.

В заметке упоминалась и статья австралийских учёных, которые анализировали спектры квазаров, переданные телескопом Кек I, и получили схожую величину [Δα/α]. В своей новой работе (см. препринт на сайте arXiv) астрофизики анализировали аналогичные данные с «Очень большого телескопа», который находится Чили, на 25 градусах южной широты. Поскольку Кек I располагается на Гавайях, на 20 градусах северной широты, он смотрит в другом направлении.

Вид на «Очень большой телескоп» (фото ESO)

При сравнении результатов учёные обнаружили интереснейшую закономерность. Разделив каждый массив данных на две части по красному смещению z = 1,8, они получили величины <Δα/α> = (-0,54 ± 0,12)•10^-5, <Δα/α> = (-0,74 ± 0,17)•10^-5 (для Кек I) и (-0,06 ± 0,16)•10^-5, (+0,61 ± 0,20)•10^-5 (для «Очень большого телескопа»). На z > 1,8 последний, таким образом, даёт рост величины α в прошлом. При этом данные хорошо согласуются друг с другом в геометрическом смысле, то есть выделенные в обоих случаях направления изменения константы можно считать противоположными.

Если обнаруженный эффект реален, проблема тонкой настройки Вселенной получит естественное решение: можно будет предположить, что разным областям Вселенной соответствуют разные наборы физических констант, а мы просто оказались в той её части, где этот набор делает возможным существование жизни.

В отдельной статье учёные предлагают различные способы регистрации пространственных изменений α. Среди них есть и космологические (исследование космического микроволнового фонового излучения и сверхновых типа Ia), и лабораторные (эксперименты с атомными часами), и геологические (изучение естественного ядерного реактора в Окло). Описание части этих методов можно найти в статье Николая Колачевского, опубликованной в журнале «Успехи физических наук».