З'явилися нові підтвердження того, що одна з найважливіших констант сучасної фізики змінюється з часом - і в різних частинах Всесвіту по-різному.
Чому Всесвіт такий, який є? Чому численні співвідношення безрозмірних констант є такими, якими ми їх знаємо? Чому простір має три протяжні вимірювання? Чому існує саме чотири фундаментальних взаємодії, а не, скажімо, п'ять? Чому, нарешті, все в ній так збалансовано і точно «підігнано» одне під інше? Сьогодні популярно вважати, що якщо б щось було інакше, якщо б одна з базових констант була іншою, ми просто не могли б задаватися цими питаннями.
Такий підхід називається антропним принципом: якщо б константи співвідносилися інакше, не могли б утворитися стійкі елементарні частинки, якщо б у простору було більше вимірювань, планети не могли б знайти стійкі орбіти і так далі. Інакше кажучи, не зміг би утворитися Всесвіт - і вже тим більше не могли б розвинутися такі розумні організми, як ми з вами. (Детальніше про антропний принцип розповідається в статті «Людинолюбна світобудова»).
Загалом, ми з'явилися просто в потрібному місці - в єдиному, де могли з'явитися. А можливо, і в потрібному часі, про що говорить недавнє гучне дослідження однієї з фундаментальних фізичних констант.
Мова про постійну тонку структуру, величину безрозмірну і ні з яких формул не виводиться. Встановлюється вона емпірично, як відношення швидкості обертання електрона (знаходиться на Борівському радіусі) до швидкості світла, і дорівнює 1/137,036. Вона характеризує силу взаємодії електричних зарядів з фотонами.
Незважаючи на те, що вона називається постійною, фізики вже не перше десятиліття дискутують про те, наскільки постійна ця константа насправді. Дещо «скориговане» її значення для різних випадків могло б вирішити певні проблеми в сучасній космології та астрофізиці. А з виходом на сцену Теорії струн багато вчених взагалі схиляються до того, що й інші константи можуть бути не настільки вже незмінними. Зміни в постійній тонкій структурі могли б побічно свідчити про реальне існування додаткових згорнутих вимірювань Всесвіту, що абсолютно необхідно в Теорії струн.
Все це підштовхнуло пошуки доказів - або спростувань - тому, що постійна тонкої структури може бути іншою в інших точках простору і (або) часу. Благо, для того, щоб оцінити її, можна скористатися таким доступним інструментом, як спектроскопія (постійна тонкої структури якраз і була введена для інтерпретації спектроскопічних спостережень), а для того, щоб «заглянути в минуле», досить подивитися на далекі зірки.
Спочатку експерименти, здавалося, спростовували можливість змін цієї постійної, але в міру того, як інструменти ставали все досконалішими, можна було оцінювати її величину на все більшому видаленні і з все більшою точністю, стали з'являтися більш цікаві свідчення. У 1999-му, наприклад, австралійські астрономи на чолі з Джоном Веббом (John Webb) проаналізували спектри 128-ми далеких квазарів і показали, що деякі їхні параметри можуть пояснюватися поступовим зростанням постійної тонкої структури протягом останніх 10-12 млрд років. Однак ці результати були вкрай спірними. Скажімо, робота, датована 2004-м, навпаки, не виявила помітних змін.
А вже днями той же Джон Вебб виступив з новим сенсаційним повідомленням - нова його робота названа деякими фахівцями «відкриттям року» у фізиці. Раніше, наприкінці 1990-х Вебб з колегами працювали з обсерваторією Keck на Гаваях і спостерігали квазари північної небесної півсфери. Тоді вони дійшли висновку, що 10 млрд років тому постійна тонкої структури була приблизно на 0,0001 меншою і відтоді трохи «підросла». Тепер же, попрацювавши з телескопом VLT обсерваторії ESO в Чилі і поспостерігавши 153 квазари південної півсфери, вони отримали ті ж результати, але... зі зворотним знаком. Постійна тонкої структури «в південному напрямку» 10 млрд років тому була на 0,0001 більше і відтоді «зменшилася».
Ці відмінності, названі дослідниками «австралійським діполем», мають високу статистичну достовірність. А головне - вони можуть свідчити про фундаментальну асиметрію нашого світобудови, яке може спостерігатися і в просторі, і в часі. Повертаючись до антропного принципу, з якого ми почали, можна сказати, що ми народилися не тільки в ідеальному місці, але і в ідеальний час.
За інформацією Physics World