Во Вселенной есть число, которое мы, люди, называем альфа, или константа тонкой структуры. Если бы значение для альфы было даже немного другим, Вселенная, какой мы ее знаем, не существовала бы - вас, меня и всех на Земле не было бы здесь. Некоторые физики недавно сообщили, что значение альфа медленно меняется со времен Большого взрыва. Другие, в том числе Джеффри Ньюман из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли, имеют убедительные доказательства того, что альфа остается неизменной в течение по меньшей мере 7 миллиардов лет.
Послушайте интервью: Альфа, все еще постоянная после всех этих лет (3,3 МБ)
Или подписаться на подкаст: universetoday.com/audio.xml
Фрейзер Каин: Можете ли вы дать мне учебник по Альфе?
Джеффри Ньюман: Итак, Альфа - это одна из констант, которая описывает силу фундаментальной силы; Есть 4 фундаментальные силы: электромагнетизм, слабая сила, сильная сила и гравитация, и Альфа в основном определяет силу электромагнитной силы по сравнению с другими 4. Таким образом, это очень основная часть квантовой теории о том, как эти силы работают и как они масштабируются с энергией (и) как они масштабируются со временем во вселенной.
Фрейзер: что во вселенной зависит от этого; как бы изменилась вселенная, если бы Альфа была другой?
Ньюман: Потому что Альфа определяет, насколько сильна электромагнитная сила; это сила, которая удерживает атомы вместе; это сила, которая заставляет вещи взаимодействовать со светом, поэтому, если сила (альфа) имела разную силу, атомы также не могли бы удерживаться вместе, или они могли бы удерживаться вместе слишком сильно, чтобы позволить химическое взаимодействие. Кроме того, если бы свет и атомы не взаимодействовали очень хорошо, это было бы очень трудно увидеть, например, как мы. Это важно для нашей жизни. Поскольку он настолько фундаментален, он имеет разветвления повсюду, и вы даже не ожидаете, что это может повлиять практически на каждое взаимодействие, которое происходит с атомом, или на структуру атома.
Фрейзер: Откуда пришло предсказание, что Альфа должна оставаться неизменной со времен Большого взрыва? Почему это было даже открыто для предположений?
Ньюман: Обычно ожидалось, что это универсальная константа вселенной. На самом деле были предсказания, что это была не просто константа, а очень простая константа, которая была бы целым числом; 136 или 137. Какое-то время считалось, что это ценность; не 137,1, а даже 137. Это оказалось нумерологией; это не соответствует действительности, но это значение, которое возникает из ниоткуда, но является фундаментальной частью стандартной модели физики элементарных частиц, а все другие стандартные значения физики элементарных частиц - это такие вещи, как масса электрона, очень предмет. Мы ожидаем, что будут числа, которые описывают вселенную в целом, и если они описывают вселенную в целом, они должны описать, что они должны описать ее в любое время или в любом месте. Только в последние 20 лет или около того, когда появились теории объединения, которые предсказывают много дополнительных измерений; Существуют теории, которые также предсказывают, что постоянные Вселенной, как мы их воспринимаем, находятся под влиянием наличия этих дополнительных измерений и во времени или в пространстве, значения этих констант могут фактически измениться из-за дополнительных степеней свободы, предоставляемых этими Габаритные размеры. Теории темной энергии сегодня также могут предсказать изменения в Альфе с течением времени.
Фрейзер: Теперь я сообщил за неделю до того, как появилась ваша история, что некоторые австралийские исследователи обнаружили, что Alpha меняется, что, я думаю, было довольно громким заявлением. Знаете ли вы, какое исследование они провели, чтобы определить, что оно изменилось?
Ньюман: Итак, они используют - снова астрофизический метод; пытаясь посмотреть на наблюдения очень далеких объектов, глубоко в прошлом; в далекой вселенной и пытался использовать эти наблюдения, чтобы посмотреть на величины, которые должны зависеть от альфы; в их случае они смотрят на длины волн света, которые поглощаются газами между нами и квазарами, которые являются очень яркими объектами, очень далеко. У них есть метод, который пытался использовать множество различных типов элементов, уравновешивающих друг друга, пытаясь получить как можно большую чувствительность к Альфе, но поскольку это сложный метод, он требует много сложных вычислений. Это, безусловно, более сложный метод, чем тот, который мы пробовали. Мы старались сделать все просто. Таким образом, на самом деле есть некоторые группы, которые использовали один и тот же метод, и некоторые из них нашли изменения в Альфе, а некоторые из них не нашли изменений в Альфе с помощью метода, который использует австралийская группа.
Фрейзер: Какой метод ты использовал?
Ньюман: Мы смотрим не на квазары, не на самые яркие объекты, а на галактики, которых больше. Таким образом, мы можем посмотреть на большее количество объектов. И оказывается, что мы смотрим на определенный простой набор измерений, набор длин волн; переходы в атомах, которые мы можем использовать для измерения альфа. Это очень прямолинейно зависит от значения альфы с течением времени, поэтому, выполнив довольно простое измерение, мы смогли установить ограничение на то, как альфа может развиваться, не беспокоясь о большом количестве атомной физики и ядерной физики, но просто самая простая вещь, которую мы можем сделать. Альфа называется постоянной тонкой структуры, и мы фактически измеряли силу перехода тонкой структуры в атомах кислорода.
Фрейзер: Насколько точны расчеты, которые вы придумали?
Ньюман: Точность в основном ограничена только количеством объектов, которые мы имеем в DEEPTWO Redshift Survey; набор данных, который мы использовали для этого. Теперь из 50 000 объектов в опросе у нас есть около 500, которые мы можем использовать для этого теста. Это дает нам точность в 30000 единиц стоимости Альфы.
Фрейзер: Потому что я помню австралийцев, он (Альфа) изменился в 1 на 100 000 или что-то в этом роде?
Ньюман: Да, поэтому мы пока не можем исключить их измерения. Это скромно не соответствует этому моменту. Ни один ученый не будет смотреть на эти значения и говорить, что одно исключает другое, потому что их номинальная точность высока. Вопрос в том, может ли быть что-то систематически неправильным с измерением; может ли быть что-то, что идет не так с этой техникой? Учитывая, что разные группы получили разные ценности, вполне вероятно, что что-то не так с одной из групп или с другой; или группа, которая определяет изменение в Альфе, или группа, которая не делает. Мы пока не можем этого исключить, но с более широкой выборкой, используя наш простой метод, мы можем принять решение.
Фрейзер: Что тогда потребуется для того, чтобы вы смогли прийти к окончательному ответу, который вы оба; чейнджеры и статичные люди договариваются?
Ньюман: Я думаю, что больше данных, полученных от нас, безусловно, помогло бы, потому что в настоящее время мы можем показать, что мы не ограничены какой-либо систематической ошибкой или систематической неопределенностью в том, что мы делаем. Мы ограничены только случайными ошибками и случайными ошибками, вы можете сделать лучше, если у вас есть большая выборка. Другие методы, другие группы также пытаются получить больше данных, чтобы уменьшить свои ошибки и попытаться выполнить измерения нескольких различных типов, чтобы увидеть, могут ли они получить согласованные ответы, а не только с этой более сложной версией метода. глядя на квазары, но теперь они делают шаг назад и пытаются использовать немного более простой метод этого также. Так что, надеюсь, они сойдутся и попытаются прийти к общему ответу, как только их наборы данных поступят.
Фрейзер: Верно. Допустим, вы ошибаетесь, и это (Альфа) со временем меняется, что это может означать для будущего вселенной? Если это будет продолжаться.
Ньюман: Значит, изменения обнаруживаются относительно медленно; ожидается, что даже группы, которые обнаружат значительные изменения, и обнаруженные изменения будут становиться все медленнее и медленнее с течением времени. Большинство предсказаний таковы: если Альфа действительно изменится, то она в основном меняется в первые секунды вселенной. Это становится все медленнее и медленнее и медленнее после этого. Итак, вторичный эффект, в конце концов, если он очень медленно меняется, звезды сгорят, прежде чем он изменится достаточно, чтобы повлиять на химию и взаимодействия атомов.
