Scaoileann an quasar a léirítear anseo méid ollmhór radaíochta leictreamaighnéadaí ó na billiúin solasbhliain ar shiúl. Ligeann gnéithe ionsúcháin agus astaíochta ó ghás idirghabhála dúinn tairisigh bhunúsacha mar α a thomhas. Creidmheas íomhá: ESO / M. Kornmesser.

Taispeánann quasars i bhfad i gcéin nach n-athraíonn tairisigh bhunúsacha riamh

Ag iarraidh luas an tsolais, tairiseach an struchtúir mhín nó daoine eile a athrú? Tá constaic nua le sárú.

“Is rúndiamhair dhúbailte í an rúndiamhair faoi α i ndáiríre. Tá an chéad rúndiamhair - bunús a luach uimhriúil α ≈ 1/137 aitheanta agus pléite ar feadh na mblianta. De ghnáth ní aithnítear an dara rúndiamhair - raon a fearainn -. " -Malcolm H. MacGregor

Ó thaobh na fisice de, glactar leis le fada go bhfuil na tairisigh bhunúsacha agus dlíthe an nádúir mar an gcéanna i ngach áit agus i gcónaí. Mar sin féin, léirigh roinnt staidéar roimhe seo tairiseach amháin gan toise, α, an cóimheas idir an lucht leictreach, luas an tsolais agus tairiseach Planck, chun éagsúlachtaí a thaispeáint níos faide siar in am a fhéachaimid agus in áiteanna éagsúla ar an spéir. Mar sin féin, chuir breathnuithe nua ó fhoireann atá ag obair i réadlann Arecibo, ar an quasar PKS 1413 + 135, srian an-docht ar na héagsúlachtaí ama, ag caitheamh amhras ar na torthaí roimhe seo. Gan ach 1.3 chuid i milliún, is cosúil go bhfuil an tairiseach bunúsach α fíor-seasmhach arís.

Na tairisigh bhunúsacha san fhisic, mar a thuairiscigh an Grúpa Sonraí Cáithníní i 1986. Le fíorbheagán eisceachtaí, is beag atá athraithe. Creidmheas íomhá: Grúpa Sonraí Cáithníní / LBL / DOE / NSF.

Tá toimhdí áirithe a dhéanaimid faoin Cruinne ar dealraitheach go bhfuil siad fíor bunaithe ar an méid a fheicimid, ar a ndeir ár dteoiricí agus ar an méid is féidir linn a thuiscint trí iad a chur le chéile. Feicimid réaltaí agus réaltraí i bhfad i gcéin a astaíonn an solas céanna agus a thaispeánann na gnéithe speictrim céanna leis na cinn atá gar dúinn, agus mar sin glacaimid leis go bhfuil na dlíthe a rialaíonn adamh agus núicléis mar an gcéanna. Feicimid na haistrithe hidrigine céanna, mar sin glacaimid leis go bhfuil na muirir leictreacha agus na maiseanna cáithníní chandamach mar an gcéanna. Feicimid na braislithe agus na rothlaithe mórscála céanna de réaltraí, agus mar sin glacaimid leis go bhfuil na dlíthe imtharraingthe mar an gcéanna. Agus feicimid patrún comhsheasmhach sna fuinneamh, luasanna agus astaíochtaí ó cháithníní cosmacha, ag cur in iúl go bhfuil luas an tsolais mar an gcéanna. As na tairisigh bhunúsacha go léir, áfach, léirigh duine fianaise imthoisceach éigin maidir le hathrú le himeacht ama: α, tairiseach an chúplála leictreamaighnéadaigh.

Foirmlithe éagsúla de na tairisigh a bhfuil baint acu le ríomh α, a eascraíonn as airíonna bunúsacha chandamach. Creidmheas íomhá: Leathanach Wikipedia le haghaidh struchtúr mín seasmhach.

Tugtar tairiseach an struchtúir mhín ar α, a shainíonn neart na hidirghníomhaíochta leictreamaighnéadaí. Tá sé sainmhínithe go hiomlán i dtéarmaí cuid de na tairisigh fhisiciúla a bhfuil níos mó eolais againn orthu: is é cóimheas an mhuirir bhunaidh (leictreon, abair, abair) cearnaithe le tairiseach Planck arna iolrú faoi luas an tsolais. Nuair a chuireann tú na tairisigh seo le chéile, faigheann tú uimhir gan toise! Ag na fuinneamh atá inár Cruinne faoi láthair, tagann an uimhir seo amach go ≈ 1 / 137.036, cé go méadaíonn neart na hidirghníomhaíochta seo de réir mar a ardóidh fuinneamh na gcáithníní idirghníomhacha. Mar sin nuair a bhí an Cruinne an-te - cosúil le 1 nanashoicind amháin tar éis an Big Bang - bhí α níos cosúla le 1/128. Tá an éifeacht seo i bhfad ró-bheag chun dul i bhfeidhm ar réaltraí i bhfad i gcéin go teoiriciúil, ach tháinig foireann amháin ar thoradh corraitheach.

Ligeann speictrim ionsúcháin líne chúng dúinn a thástáil an bhfuil tairisigh éagsúil trí fhéachaint ar éagsúlachtaí i socrúcháin líne. Creidmheas íomhá: MT Murphy, JK Webb, VV Flambaum, agus SJ Curran.

Le beagnach 20 bliain, tá foireann faoi stiúir an réaltfhisiceolaí Astrálach John Webb ag féachaint ar aistrithe adamhacha i quasars i bhfad i gcéin, ag cuardach éagsúlachtaí in α. Tá leibhéil fuinnimh an-intricate, beacht ann i ngnáth-hidrigin agus san iseatóp trom (le neodrón breise), deoitéiriam. Nuair a bhíonn athrú fuinnimh idir na leibhéil seo atá scartha ar éigean, tugtar trasdul mín nó hipearfín air, agus táirgeann sé fótóin thar a bheith beacht, nó quanta solais. Má thomhaiseann muid speictrim na quasars éagsúla seo agus má lorgaimid na haistrithe beachta hipearfín, ba cheart dúinn a fheiceáil go bhfuil na línte seo le feiceáil leis na hairíonna céanna, na cóimheasa céanna agus ag na tonnfhaid / minicíochtaí céanna i ngach áit, áit nach bhfuil ach an t-aon difríocht sínte mar gheall ar leathnú cosmaí an spáis. Ach éifeacht aisteach a bhí leis an méid a fuair siad ina ionad: is cosúil go n-athraíonn α ag brath ar an áit a bhfuil tú sa Cruinne i bhfad i gcéin!

Léirítear éagsúlachtaí spásúla i tairiseach an struchtúir mhín ó staidéar roimhe seo, 2011. Creidmheas íomhá: JK Webb et al., Phys. An tUrramach Lett. 107, 191101 (2011).

Nuair a fhéachaimid ar quasars atá na céadta milliún go fiú na billiúin solasbhliain ar shiúl, tugann breathnuithe ó Keck le fios go raibh α níos lú san am atá thart, ag athdhíriú mór. Mar sin féin, tugann breathnuithe ón Teileascóp an-mhór le fios go raibh α níos mó ag athsheachadtaí an-ard, ag taispeáint éagsúlacht aisteach b’fhéidir. De bhreis air sin, is cosúil go bhfuil luach α ag treo amháin sa spéir atá le feiceáil beagán níos mó ná an meán le cúpla cuid i milliún, agus léiríonn an treo eile luachanna atá beagán faoi bhun an mheáin faoin méid céanna. Is éifeacht an-bheag é, toisc nach bhfuil na héagsúlachtaí ach thart ar 0.0005%, ach is cosúil go bhfuil sé fíor.

An meán-athrú a breathnaíodh ón staidéar roimhe seo mar fheidhm uillinne / suite sa spéir. Creidmheas íomhá: JK Webb et al., Phys. An tUrramach Lett. 107, 191101 (2011).

Tá tuairimíocht fhiáin ann maidir le cén fáth, lena n-áirítear:

  • b’fhéidir go bhfuil luas an tsolais ag athrú?
  • b’fhéidir go n-athraíonn an bunmhuirear leictreach ag brath ar an áit?
  • b’fhéidir nach tairiseach é tairiseach Planck - na hidirghníomhaíochtaí chandamach rialaitheacha seasmhach - i ndáiríre?
  • nó b’fhéidir nach bhfuil na hairíonna bunúsacha céanna ag áiteanna difriúla sa Cruinne tar éis an tsaoil?

Is féidir i gcónaí go bhfuil éifeacht chórasach anseo; gur earráidí sa teicníc tomhais is cúis leis na héagsúlachtaí beaga seo i milliún agus ní mar gheall ar fhisic nua. Ach más mar sin atá, níor aithníodh na hearráidí.

Tiocfaidh quasar ultra-i bhfad i gcéin ar scamaill gháis ar thuras an tsolais chun na Cruinne, rud a ligfidh dúinn α a thomhas. Creidmheas íomhá: Ed Janssen, ESO.

Buíochas le Dia, tá aicme an-áirithe córais ann - cé gur annamh é - is féidir a úsáid chun seasmhacht α mar nach raibh riamh cheana a sheiceáil. Trí billiún solasbhliain ar shiúl, fuarthas quasar geal le scamall de ghás hiodrocsaile móilíneach (móilíní OH) os a chomhair. Tá aistrithe an-áirithe fíneáil agus hipearfín ag an móilín, rud a fhágann sínithe ag 1.612 GHz agus 1.720 GHz, faoi seach, ar féidir iad a urramú le teileascóp raidió mór, íogair go leor. Bhí réadlann Arecibo suas leis an dúshlán, agus tar éis 150 uair an chloig de bhreathnóireacht thiomnaithe, bhí siad in ann tomhais phráinneacha a fháil ar na línte seo: 1.612 GHz a bhuíochas dá ionsú ar an solas quasar cúlra agus 1.720 GHz mar gheall ar a astaíocht spreagtha. An toradh? Ní hionann an srian is fearr riamh ar an gcaoi a n-athraíonn tairiseach an struchtúir mhín, α, le ham: go dtí níos mó ná 1.3 chuid i milliún, nó 0.00013%.

Teileascóp raidió Arecibo mar a fheictear thuas. Ba é an trastomhas 1000 troigh (305 m) an teileascóp aon-mhias is mó ó 1963 go dtí 2016. Creidmheas íomhá: H. Schweiker / WIYN agus NOAO / AURA / NSF.

Cuireann an bhreathnóireacht seo srianta an-láidir ar cibé an athraíonn tairiseach an struchtúir mhín le ham nó nach ea: níl. Mar sin féin, ní chuireann sé as do éagsúlacht spásúil, ós rud é nár breathnaíodh ach córas suntasach amháin den sórt sin. As an triúr taighdeoirí a bhí bainteach leis an tionscadal seo, Nissim Kanekar, Jayaram Chengalurand agus Tapasi Ghosh, ní raibh ach an dara ceann acu ar fáil le trácht a dhéanamh air. I gcomhrá le Ghosh, thug sí le fios go bhféadfadh na scamaill hiodrocsaile seo a bheith i láthair timpeall ar líon mór quasars i bhfad i gcéin, agus go bhféadfadh breathnuithe raidió atá thar a bheith cruinn na gnéithe ionsúcháin nó astaíochta seo a nochtadh in áiteanna eile.

“Táimid dóchasach go n-éireoidh le cuardaigh reatha níos mó iarrthóirí quasar a thaispeánann na línte OH riachtanacha. D’fhéadfadh siad seo srianta níos déine a sholáthar ar aon athruithe féideartha ar an tairiseach adamhach seo. "

Má aimsítear níos mó de na córais seo, féadfaimid a chruthú uair amháin agus go hiomlán gur earráidí tomhais nó earráidí córasacha agus neamhchinnteachtaí ba chúis leis na héagsúlachtaí a breathnaíodh roimhe seo, agus ní mar gheall ar aon athruithe bunúsacha ar chor ar bith. Cé go bhfuiltear ag súil go mbeidh na tairisigh bhunúsacha seasmhach i ndáiríre, is é an t-aon bhealach le fios go cinnte ná níos mó sonraí a bhailiú. Tar éis beagnach 20 bliain de éiginnteacht, táimid céim amháin níos gaire lena thaispeáint go bhfuil dlíthe an nádúir mar an gcéanna i ngach áit.

Bhí an post seo le feiceáil den chéad uair ag Forbes, agus tugann ár lucht tacaíochta Patreon saor in aisce duit é. Déan trácht ar ár bhfóram, & ceannaigh ár gcéad leabhar: Beyond The Galaxy!