Существует вероятность, что величина, характеризующая взаимодействие вещества и электромагнитного излучения, не является постоянной.
Астрофизики установили, что одна из основных физических величин может иметь разные значения в различных частях Вселенной. Имеется в виду постоянная тонкой структуры (ПТС) — константа, применяемая для описания силы электромагнитного взаимодействия. К такому выводу пришли, проанализировав наблюдения за квазаром.
Понятие ПТС впервые появилось в 1916 году и представляло собой способ внесения релятивистских поправок при описании атомных спектральных линий в модели атома Бора. Данная константа определяет, как материя взаимодействует с электромагнитным излучением. В последние годы физики ведут активные дискуссии о возможности изменения значения ПТС с момента формирования Вселенной.
Астрофизические наблюдения, выполненные с помощью Очень большого телескопа (Very Large Telescope) в Чили, выявили, что величина ПТС в ранней Вселенной может не соответствовать общепринятым научным представлениям. Квазар J1120+0641 расположен на расстоянии около 13 миллиардов световых лет от Земли, что позволяет ученым наблюдать его в состоянии, существовавшем всего через 800 миллионов лет после Большого взрыва.
Используя высокочувствительный спектрограф X-SHOOTER, установленный на телескопе, астрофизики проанализировали положение определенных «темных» линий спектра квазара. Они измерили величину ПТС в четырех точках пространства, через которые на пути к Земле проходит свет J1120+0641. Результаты наблюдений исследователи опубликовали в журнале Science Advances.
«Объединив все имеющиеся данные, можно сделать вывод, что электромагнетизм, по всей видимости, постепенно возрастает по мере удаления от нас [в космос], в то время как в противоположном направлении наблюдается его ослабление, — отмечает один из авторов статьи, австралийский астрофизик Джон Уэбб из Университета Нового Южного Уэльса. В других областях космоса постоянная тонкой структуры сохраняет неизменность. На основании этих данных можно предположить, что Вселенная, в которой мы живем, обладает дипольной структурой, характеризующейся концентрацией противоположных зарядов на разных полюсах.
Ученые считают, что делать выводы о значении открытия для фундаментальной физики преждевременно. Данные наблюдений требуют дополнительной проверки. Однако, в случае отсутствия ошибок, возможно, потребуется пересмотреть Теорию Великого объединения, которая представляет собой единую модель, объединяющую различные подходы к описанию четырех фундаментальных взаимодействий.
«Джон Уэбб отмечает, что стандартная космологическая модель предполагает изотропность Вселенной, то есть её статистическое однородность во всех направлениях. По его словам, если базовые принципы, такие как постоянная тонкая структура, оказываются лишь приближенными, это может привести к появлению новых и перспективных концепций в физике».
Ранее мы уже сообщали о том, что изучение нейтрино способно объяснить доминирование вещества над антивеществом в нашей Вселенной, а на поверхности золота удалось обнаружить уникальные частицы.