Научные исследования и технические разработки
по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика.
Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки.
Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.
Учёные представили убедительное свидетельство колебаний постоянной тонкой структуры (α)
Новостью года в физике называют работу Джона Вебба (John K. Webb) и Виктора Фламбаума (Victor Flambaum) из университета Нового Южного Уэльса (UNSW), а также их соратников из технологического университета Суинбёрна (Swinburne) и кембриджского института астрономии (IoA). Учёные представили убедительное свидетельство колебаний постоянной тонкой структуры (α).
Новые данные удалось собрать при анализе квазаров в южной части небесной сферы (фото ESO/H.H. Heyer).
Величина α характеризует электромагнитное взаимодействие и косвенно отражает постоянство во времени скорости света в вакууме. Ещё в 1998 году Вебб со товарищи изучали свет, приходящий от очень далёких квазаров в северной части неба, и нашли первый признак того, что в прошлом Вселенной α имела несколько меньшую величину, чем сейчас. (Открытие стало возможным, так как постоянная тонкой структуры влияет на спектр поглощения межзвёздных облаков.)
В 2004 году второе косвенное подтверждение изменения α на больших масштабах времени было добыто из-под земли — для этого американские учёные проанализировали цепочки распада в естественном ядерном реакторе в Габоне.
Теперь же команда Вебба и Фламбаума изучила свет от 153 квазаров в южной части небосвода и открыла, что 10 миллиардов лет назад в том направлении α была примерно на одну стотысячную долю больше, чем её современное значение. Между тем при взгляде в северную часть неба (то есть по данным 1998 года) она оказывалась на одну стотысячную меньше, чем сейчас.
Такая таинственная асимметрия получила название "австралийский диполь". Учёные пишут, есть один шанс на 15 тысяч, что перед нами результат случайности (детали — в статье в Physical Review Letters). Диполь не только говорит о плавном изменении постоянной на космологических масштабах во времени и пространстве, но и является подкопом под принцип эквивалентности, провозглашённый Эйнштейном. Ведь получается, что α (а в неё входит скорость света) зависит от того — где и когда её измерять.
Небесная сфера в работе австралийцев (в координатах восхождение и склонение, часы и градусы соответственно). Кружки – примеры квазаров, просмотренных посредством обсерватории Keck, квадратики – при помощи телескопа VLT, треугольники измерены обоими инструментами. Размер значков зависит от степени отклонения α (она также отражена цветом в соответствии со шкалой внизу).
Видно, что самые большие "квадраты" собраны на юге, самые большие "круги" – на севере. Синий пунктир – "экватор" альфа-диполя. Серая область – плоскость Млечного Пути, центр Галактики показан утолщением (иллюстрация J. K. Webb et al.).
Подтверждение нынешних выводов заставит физиков скорректировать теорию относительности. При этом объяснение поведения постоянной — одной из "основ мироздания" — поможет продвинуться на пути к построению "теории всего". Судя по имеющимся претендентам, она потребует введения дополнительных пространственных измерений. А состоятельность представления о многомерности мира можно будет вывести как раз из колебаний α, — предполагают учёные.
