النموذج القياسي لديه فجوات معينة. نعم ، فهو يصف التفاعلات الكهرومغناطيسية والضعيفة والقوية لجميع الجسيمات الأولية. لكنها لا تشمل الجاذبية. لا يجيب على السؤال عن ماهية المادة المظلمة. والأهم من ذلك ، أنها غير قادرة على تفسير سبب ثبات هذه الثوابت الفيزيائية الأساسية الحالية. النموذج القياسي غير قادر أيضًا على تفسير أو توقع اعتماد الثوابت الفيزيائية الأساسية على عوامل متغيرة مثل المكان والزمان.

لذلك ، يتساءل الفيزيائيون منطقياً تمامًا عما إذا كانت الثوابت الأساسية قد تغيرت بمرور الوقت. وإذا تغيروا ، فكيف. نظرًا لأن النظرية غير قادرة على شرح قيم الثوابت وتغيرها بشكل صحيح ، تبقى الطريقة العلمية الوحيدة - القياس المباشر لقيمة الثوابت الأساسية في نقاط مختلفة في الزمكان.

إن ثابت البنية الدقيقة (PTS) ، أحد الثوابت الفيزيائية الأساسية ، مناسب تمامًا للإجابة على هذا السؤال . تحدد PTS حجم قيمة (تقسيم) مستويات الطاقة للذرة ، وبالتالي تكوين بنية دقيقة - مجموعة من الترددات الضيقة والمغلقة في خطوطها الطيفية. يحدث الشق بسبب التأثير الكمي ، تفاعل إلكترونين من الذرة نتيجة لتبادل الفوتونات الافتراضية.

ثابت البنية الدقيقة هو كمية بلا أبعاد تتكون من مزيج من الثوابت الأساسية الأخرى.

اتضح أنه عند قياس الـ PTS ، نحدد على الفور العلاقة بين العديد من الثوابت الأساسية: ثابت بلانك وسرعة الضوء في الفراغ والعدد بي والشحنة الكهربائية الأولية.

إذا أظهرت القياسات أن TCP كان مختلفًا ، فقد اختلف واحد أو أكثر من الثوابت التالية مرة واحدة في الماضي:

ثابت بلانك (من ثابت ديراك في صيغة TCP أعلاه) ؛
سرعة الضوء في الفراغ.
~~pi (من ثابت Dirac في صيغة TCP أعلاه) ؛~~
شحنة كهربائية عنصرية.

اليوم من المعروف بدقة أن نسبة هذه الثوابت هي

7.2973525664 (17) × 10 ⁻³

(هذه هي قيمة TCP الموصى بها اليوم).

لكن ماذا حدث في الماضي؟

أشارت بعض الدراسات السابقة للتطور الكوني لثابت البنية الدقيقة إلى تغير كبير في TCP مع مرور الوقت. على سبيل المثال ، لمثل هذا الدلتا:

∆α / α _◦ = (−0.574 ± 0.102) × 10 ⁻⁵ لـ 0.2 ≤ z ≤ 3.7 (انظر Murphy و MT و Curran و SJ و Webb و JK " عمليات البحث العميق عن الامتصاص الجزيئي العالي للانزياح الأحمر "، 2003 ، MNRAS ، 342 ، 830).

على مدى 15 عامًا ، تم إجراء قياسات أخرى لـ PTS بواسطة خطوط طيفية في النجوم الزائفة البعيدة التي تقع في خط البصر المباشر.

قياس الطيف

ولكن إذا تغير ثابت أساسي واحد بمرور الوقت ، فيمكننا أن نفترض أن الثوابت الأساسية الأخرى قد تتغير. بناءً على تطور الكون ، يجب أن يتغيروا الآن ، إذا كانت هذه عملية مستمرة. يطرح السؤال على الفور: ما هي الثوابت الأساسية التي تتغير؟

علاوة على ذلك ، هناك العديد من النظريات الجديدة التي تحاول إصلاح النموذج القياسي - لدمجها في النهاية مع الجاذبية. وتنطوي هذه النظريات على تغيير في الثوابت الأساسية بمرور الوقت.

تم إجراء بحث إضافي حول هذا الموضوع .علماء الفيزياء الفلكية آر إف كارسويل من معهد علم الفلك في جامعة كامبريدج و SM Kotuš ، MT Murphy من مركز الفيزياء الفلكية والحوسبة الفائقة في جامعة Swinburne للتكنولوجيا. تم نشر عملهم في 8 أكتوبر 2016 في مجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية (دوى: 10.1093 / mnras / stw2543).

مثل أسلافهم ، قاموا أيضًا بقياس الهياكل الدقيقة في الخطوط الطيفية للكوازار البعيدة. للقياس ، اخترنا الكوازار (QSO) HE 0515–4414 ، الذي يمر منه الضوء في طريقه إلى الأرض المستقبلية عبر مجرة تبعد 8.5 مليار سنة ضوئية عنا في الزمكان. هذا هو ألمع الكوازار مع انزياح أحمر أكثر من z = 1 في نصف الكرة الجنوبي من السماء المرصعة بالنجوم.

أظهرت القياسات أن ثابت البنية الدقيقة في المجرة يتزامن مع الأرض. هذا يعني أنه قبل 8.5 مليار سنة في عالمنا ، كانت الكهرومغناطيسية تقريبًا كما هي الآن.

يعتقد العلماء أن البيانات غير الصحيحة من القياسات السابقة لطيف الكوازار تم تفسيرها من خلال حقيقة أن علماء آخرين لم يستخدموا طرقًا دقيقة للغاية ، بما في ذلك الأشعة فوق البنفسجية و Visual Echelle Spectrograph على التلسكوب الكبير جدًا (VLT) في المرصد الجنوبي الأوروبي. وجد مؤلفو دراسة جديدة طريقة لضبط قراءات هذا الطيف باستخدام مطياف آخر. واقترحوا أن دلتا السرعة الملحوظة (الانزياح الأحمر - التحول في الخطوط الطيفية) يتم تفسيرها بدقة بالاختلاف في السرعة المادية للأجسام ، وليس بواسطة دلتا TCP. المؤلفون على يقين من أنهم أزالوا خطأ منهجيًا في جميع الدراسات السابقة التي أظهرت اختلافًا في TCP (هناك حوالي اثني عشر من هذه الدراسات).

تتعارض هذه التجربة مع البيانات التجريبية الأخرى ، لكنها تؤكد النموذج القياسي وما زالت لا تسمح بدمج قوة الجاذبية مع أنواع أخرى من التفاعلات في إطار نظرية موحدة. لكن العلماء على يقين من مواصلة هذه المحاولات. في غضون بضع سنوات ، سيتمكنون من قياس طيف النجوم الزائفة بدقة أكبر على المقاريب الجديدة باستخدام مطياف أكثر دقة.

بافتراض بقاء النموذج القياسي ، لا يزال العلماء ليس لديهم إجابة على السؤال لماذا ، منذ 8.5 مليار سنة ، كانت الثوابت الفيزيائية الأساسية هي نفسها كما هي الآن.

قام العلماء بقياس الثابت الأساسي α في الماضي البعيد (8.5 مليار سنة)

7.2973525664 (17) × 10 ⁻³

More articles:

قام العلماء بقياس الثابت الأساسي α في الماضي البعيد (8.5 مليار سنة)

7.2973525664 (17) × 10 −3

More articles:

7.2973525664 (17) × 10 ⁻³