Galaksilerin ve evrenin evrimini çizen bir gökbilimciler ekibinin gözlemlerine göre, atomların yaydığı ışığın rengini ve tüm kimyasal etkileşimleri etkileyen temel bir sayı 7 milyar yıldan fazla değişmedi.
Sonuçlar bugün (18 Nisan Pazartesi) Amerikan Fizik Derneği'nin (APS) yıllık toplantısında, Berkeley Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley tarafından yönetilen bir işbirliği olan Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'ndaki Hubble Üyesi DEEP2'yi temsil eden gökbilimci Jeffrey Newman tarafından rapor edildi. ve UC Santa Cruz. Newman, verileri ve DEEP2 projesiyle ilgili güncellemeyi 13: 00'da sunuyor. Tampa, Fla'daki Marriott Waterside Hotel'de EDT basın toplantısı.
Fizikte merkezi bir rol oynayan bir avuç saf sayıdan biri olan ince yapı sabiti, elektromanyetik dalgaların - ışık - atomların emisyonunu tanımlayanlar da dahil olmak üzere elektrik ve manyetizma içeren hemen hemen tüm denklemlerde ortaya çıkar. Bununla birlikte, temel doğasına rağmen, bazı teorisyenler, atom çekirdeği ve etrafında dönen elektronlar arasındaki çekiciliğin bir yansımasını yansıtarak, evren yaşlandıkça hafifçe değiştiğini öne sürdüler.
Geçtiğimiz birkaç yıl boyunca, bir grup Avustralyalı gökbilimci, ışığın galaksilerden daha yakın geçerken uzak kuasarlardan emilim ölçümlerine dayanarak, sabitin 100,000'de evrenin ömrü boyunca yaklaşık bir parça arttığını bildirdi. bize. Ancak diğer gökbilimciler de aynı tekniği kullanarak böyle bir değişiklik bulamadılar.
DEEP2 anket ekibinin yeni gözlemleri, sabitin bağımsız bir ölçümünü sağlamak için daha doğrudan bir yöntem kullanıyor ve 30.000'de bir kısımda değişiklik göstermiyor.
“İnce yapı sabiti, atomların nasıl bir arada tutulduğunu ve bir atom içindeki enerji seviyelerini etkileyen elektromanyetik kuvvetin gücünü ayarlar. Bir düzeyde, atomlardan oluşan tüm sıradan maddelerin ölçeğinin belirlenmesine yardımcı oluyor ”dedi. “Bu boş sonuç, teorisyenlerin neden bu kadar çok değişeceğine dair bir açıklama bulmaları gerekmediği anlamına gelir.”
Yunan harf alfa tarafından belirlenen ince yapı sabiti, bazı teorilerde kozmik zaman içinde değişebilen diğer doğa “sabitleri” nin bir oranıdır. Elektronun yükünün karesine eşit olarak Planck’ın sabit ışık hızının hızına bölünmesiyle, alfa, yeni bir teoriye göre, ancak ışığın hızı zamanla değiştiğinde değişecektir. Newman, bazı karanlık enerji teorileri veya büyük birleşme teorileri, özellikle bildiğimiz uzayın ve zamanın dördünün ötesinde birçok ekstra boyut içerenlerin, ince yapı sabitinin kademeli bir evrimini öngördüğünü söyledi.
DEEP2, ışığı uzayan veya evrenin genişlemesi ile orijinal dalga boyunu neredeyse iki katına çıkarmak için yeniden kaydırılan, 7 ila 8 milyar ışıkyılı uzaklıktan beş yıllık bir gökada araştırmasıdır. Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen işbirlikçi proje, ince yapı sabitinde varyasyon aramak üzere tasarlanmamış olsa da, şimdiye kadar gözlemlenen 40.000 gökadanın bir alt kümesinin bu amaca hizmet edeceği anlaşıldı.
UC Berkeley'deki astronomi ve fizik profesörü DEEP2 baş araştırmacısı Marc Davis, “Bu devasa ankette, verilerin küçük bir kısmının Jeff'in sorduğu soruyu cevaplamak için mükemmel olduğu görülüyor” dedi. “Bu anket gerçekten genel bir amaç ve bir milyon kullanıma hizmet edecek.”
Birkaç yıl önce, İleri Araştırma Enstitüsü gökbilimcisi John Bahcall, ince yapı sabitindeki varyasyonların araştırılmasında, uzak galaksilerden gelen emisyon hatlarının ölçülmesinin, emilim hatlarını ölçen daha doğrudan ve daha az hataya açık olacağını belirtti. Newman, oksijen emisyon hatları içeren DEEP2 gökadalarının herhangi bir değişikliğin kesin bir ölçümünü sağlamak için mükemmel bir şekilde uygun olduğunu çabucak fark etti.
Newman, “Emilim hatlarının ortaya çıkmasıyla çelişkili sonuçlar ortaya çıktığında, tüm bu yüksek kırmızıya kayma galaksilerine sahip olduğumuzdan, belki de emme hatlarıyla değil, örneğimizdeki emisyon hatlarıyla bir şeyler yapabileceğimizi düşündüm.” Dedi. “İnce yapı sabiti değiştiyse emisyon hatları çok az farklı olurdu.”
DEEP2 verileri, Newman ve meslektaşlarının iyonize oksijenin (OIII, yani iki elektronu kaybeden oksijenin) emisyon çizgilerinin dalga boyunu 5.000 Angstromdan 0,01 Angstrom'dan daha iyi bir hassasiyetle ölçmelerine izin verdi. Bir hidrojen atomunun genişliği kadar olan bir Angstrom, 10 nanometreye eşdeğerdir.
“Bu, sadece gezegenleri aramaya çalışan insanlar tarafından aşılan bir kesinliktir” dedi ve yıldızda çeken gezegenler nedeniyle yıldızlardaki zayıf sallanmaların tespit edilmesine atıfta bulundu.
DEEP2 ekibi, yaklaşık 0,4 (yaklaşık 4 milyar yıl önce) kırmızıya kayma ile yaklaşık 0.8 (yaklaşık 7 milyar yıl önce) arasında değişen çeşitli mesafelerde veya kırmızıya kaymalarda 300 ayrı gökada için iki OIII emisyon hattının dalga boylarını karşılaştırdı. Ölçülen ince yapı sabiti bugünün değerinden farklı değildi, bu da yaklaşık 1/137. Ayrıca bu 4 milyar yıllık dönemde alfa değerinde yukarı veya aşağı bir eğilim yoktu.
Newman, "Null sonucumuz en kesin ölçüm değildir, ancak daha kesin sonuçlar veren başka bir yöntem (absorpsiyon hatlarına bakarak), yöntemi kullanan farklı insanların farklı sonuçlar bulmasına neden olan sistematik hataları içerir." Dedi.
Newman ayrıca APS toplantısında, DEEP2 anketinden (2002) ilk sezonun kamuya açıklanmasını açıkladı ve ekibin anket yapmayı umduğu 50.000 uzak gökadanın yüzde 10'unu temsil etti. DEEP2, Hawaii'deki Keck II teleskopundaki DEIMOS spektrografını kullanarak, bu uzak gökadaların kırmızıya kayma, parlaklık ve renk spektrumlarını kaydetmek için öncelikle galaksi kümelenmesini şimdi karşılaştırmak için kullanıyor. Artık yüzde 80'den fazla tamamlanan anket, 2007 yılına kadar tüm verileri yayınlayarak bu yaz gözlemleri bitirmelidir.
“Bu, hem galaksilerin nasıl evrimleştiğini hem de evrenin zamanla nasıl evrimleştiğini sınırlamak için gerçekten eşsiz bir veri seti” dedi. “Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması, son 2-3 milyar yıla baktığımızda yaklaşık 0,2 kırmızıya kayma ölçümleri yapıyor. Gerçekten kırmızıya kayma 0,7 ile başlıyoruz ve 7-8 milyar yıl önce eşdeğer olan 0,8 veya 0,9'da zirveye çıkıyoruz, evrenin bugünkü kadar eski olduğu bir zaman. ”
Anket ayrıca karanlık enerjinin doğasına ışık tutabilecek ölçümleri tamamladı - evrene nüfuz eden ve evrenin genişlemesinin hızlanmasına neden olan gizemli bir enerji. Ekip, teorik tahminleri yeni DEEP2 ölçümleriyle karşılaştırmak için çeşitli karanlık enerji teorilerini modelliyor.
Davis'in açıkladığı gibi, şimdi evrendeki tüm enerjinin yüzde 70'i olduğu tahmin edilen karanlık enerji miktarı, gökadaların ve gökada kümelerinin evrimini belirler. Uzaktaki bir hacim hacmindeki küçük grupların ve büyük gökada kümelerinin sayısını, kırmızıya kayma ve kütlelerinin bir fonksiyonu olarak sayarak, evrenin günümüze kadar genişlediği miktarı ölçmek mümkündür, bu doğaya bağlıdır karanlık enerji.
“Temel olarak, kümeleri sayarsınız ve“ Çok mu yoksa birkaç mı var? ”Diye sorarsınız. “Tek anlamı bu. Çok az sayıda küme varsa, bu evrenin oldukça genişlediğini gösterir. Ve eğer çok fazla küme varsa, evren o kadar genişlemedi. ”
Davis şu anda DEEP2 ölçümlerini en basit karanlık enerji teorisinin tahminleriyle karşılaştırıyor, ancak daha egzotik karanlık enerji teorilerini test etmek için diğer teorisyenlerle işbirliği yapmayı umuyor.
Astronomi profesörü ve Davis ile çalışan fizik profesörü UC Berkeley teorik fizikçi Martin White, “Gerçekten almaya çalıştıkları şey, karanlık evren yoğunluğunun evren genişledikçe nasıl değiştiğidir” dedi. “Eğer karanlık enerji yoğunluğu Einstein’ın kozmolojik sabiti ise, o zaman teorik tahmin değişmemesidir. Şimdi kutsal kâse kozmolojik sabit olmadığına, aslında değiştiğine dair kanıt elde etmek için. ”
Orijinal Kaynak: UC Berkeley
