Ще в листопаді команда дослідників з технологічного університету Свінберна та Кембриджського університету опублікувала кілька дуже цікавих висновків про галактику, розташовану далеко за 8 мільярдів світлових років. Використовуючи дуже великий телескоп обсерваторії Ла-Сілла (VLT), вони дослідили світло, що надходить від надмасивної чорної діри (SMBH) в її центрі.
Роблячи це, вони змогли визначити, що електромагнітна енергія, що виходить з цієї далекої галактики, була такою ж, як ми спостерігаємо тут у Чумацькому Шляху. Це показало, що фундаментальна сила Всесвіту (електромагнетизм) є постійною у часі. А в понеділок, 4 грудня, ESO прослідкував за цією історичною знахідкою, випустивши показання кольорового спектру цієї далекої галактики - відомої як HE 0940-1050.
Для повторного підрахунку більшості галактик у Всесвіті в центрі є SMBH. Ці величезні чорні діри відомі тим, що споживають речовину, яка орбітає навколо них, викидаючи величезну кількість радіо, мікрохвильової, інфрачервоної, оптичної, ультрафіолетової (УФ), рентгенівської та гамма-променевої енергії. Через це вони є одними з найяскравіших об’єктів у відомому Всесвіті, і їх видно навіть через мільярди світлових років.
Але через їх відстань енергія, яку вони випромінюють, повинна проходити через міжгалактичне середовище, де вона контактує з неймовірною кількістю речовини. Хоча більша частина складається з водню та гелію, є й інші елементи. Вони поглинають велику частину світла, що подорожує між далекими галактиками і нами, а лінії, що створюються, поглинання можуть нам багато чого розповісти про види елементів, які знаходяться там.
У той же час, вивчаючи лінії поглинання, вироблені світлом, що проходить через простір, можна сказати, скільки світла було видалено з вихідного квазарного спектра. Використовуючи прилад для ультрафіолетового та візуального ехель-спектрографа (UVES) на борту VLT, команда Свінберна та Кембриджа змогла зробити саме це, тим самим досягнувши піку на «відбитках раннього Всесвіту».
Вони виявили, що енергія, що надходить від ВІН 0940-1050, була дуже схожа на енергію, яку спостерігали в галактиці Чумацький Шлях. В основному вони отримали доказ того, що електромагнітна енергія узгоджується з часом, що раніше було загадкою для вчених. Як вони стверджують у своєму дослідженні, яке було опубліковане в Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства:
«Стандартна модель фізики частинок неповна, тому що вона не може пояснити значення основних констант або передбачити їх залежність від таких параметрів, як час і простір. Тому без теорії, яка здатна правильно пояснити ці числа, їх сталість можна дослідити лише шляхом вимірювання їх у різних місцях, часах та умовах. Крім того, багато теорій, які намагаються уніфікувати гравітацію з іншими трьома силами природи, посилаються на фундаментальні константи, які змінюються.“
Оскільки він проходить 8 мільярдів світлових років, а його потужна система, що втручається в металопоглинання, зондує електромагнітний спектр, виведений центральним квазаром HE 0940-1050 - не кажучи вже про здатність виправляти все світло, яке поглинало втручається міжгалактичний засіб - дало унікальну можливість точно виміряти, як ця основна сила може змінюватися протягом дуже тривалого періоду часу.
Крім того, отримана ними спектральна інформація була найвищою якістю, яку коли-небудь спостерігали з квазару. Як вони далі зазначили у своєму дослідженні:
«Найбільшою систематичною помилкою у всіх (крім одного) попередніх аналогічних вимірюваннях, включаючи великі зразки, були спотворення дальнього діапазону в калібруванні довжини хвилі. Це додало б систематичної помилки? 2 ppm до нашого вимірювання і до? 10 ppm для інших вимірювань за допомогою переходів Mg і Fe ".
Однак команда виправила це, порівнявши спектри УФЕС з добре відкаліброваними спектрами, отриманими від Планетарного вишукувача високої точності (HARPS), який також розташований в обсерваторії Ла-Сілла. Поєднавши ці показання, у них залишилася залишкова систематична невизначеність усього 0,59 проміле, що є найнижчою похибкою будь-якого спектрографічного дослідження на сьогоднішній день.
Це захоплююча новина, і ще з цієї причини. З одного боку, точні вимірювання далеких галактик дозволяють перевірити деякі найскладніші аспекти наших сучасних космологічних моделей. З іншого боку, визначення того, що електромагнетизм поводиться послідовно з часом, є головною знахідкою, багато в чому тому, що він відповідає за таку частину того, що відбувається в нашому щоденному житті.
Але, мабуть, найголовніше, що розуміння того, як така фундаментальна сила, як електромагнетизм, поводиться в часі та просторі, є невід'ємним для з'ясування того, як вона - а також слабка і сильна ядерна сила - об'єднується з гравітацією. Це теж було заклопотаним вченим, які все ще знаходяться в розбитті, коли йдеться про пояснення того, як закони, що регулюють взаємодію частинок (тобто квантова теорія), поєднуються з поясненнями того, як працює гравітація (тобто загальна відносність).
Шукаючи вимірювання того, як ці сили діють, які не змінюються, може допомогти у створенні діючої Великої об'єднавчої теорії (GUT). На крок ближче до справжнього розуміння того, як працює Всесвіт!
