Aquellos que esperan un día en que la Gran teoría unificadora de todo de la ciencia se pueda usar en una camiseta pueden tener que esperar un poco más mientras los astrofísicos continúan encontrando indicios de que una de las constantes cosmológicas no es tan constante después de todo.
en un artículo publicado en la revista Avances científicos , científicos de UNSW Sydney informaron que cuatro nuevas mediciones de luz emitidas por un quásar a 13 mil millones de años luz de distancia reafirman estudios anteriores que han medido pequeñas variaciones en la constante de estructura fina.
John Webb, profesor de Ciencias de la UNSW, dice que la constante estructura fina es una medida del electromagnetismo, una de las cuatro fuerzas fundamentales en la naturaleza las otras son la gravedad, la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte.
"La constante de estructura fina es la cantidad que usan los físicos como una medida de la fuerza de la fuerza electromagnética", dice el profesor Webb.
"Es un número adimensional e involucra la velocidad de la luz, algo llamado constante de Planck y la carga de electrones, y es una relación de esas cosas. Y es el número que usan los físicos para medir la fuerza de la fuerza electromagnética".
La fuerza electromagnética mantiene a los electrones zumbando alrededor de un núcleo en cada átomo del universo; sin él, toda la materia se separaría. Hasta hace poco, se creía que era una fuerza inmutable en el tiempo y el espacio. Pero en los últimos dosdécadas, el profesor Webb ha notado anomalías en la estructura fina constante por la cual la fuerza electromagnética medida en una dirección particular del universo parece muy ligeramente diferente.
"Encontramos una pista de que ese número de la constante de estructura fina era diferente en ciertas regiones del universo. No solo en función del tiempo, sino también en la dirección en el universo, lo cual es bastante extraño si es correcto.... pero eso es lo que encontramos "
BUSCANDO PISTAS
Siempre escéptico, cuando el profesor Webb se encontró por primera vez con estos primeros signos de mediciones ligeramente más débiles y más fuertes de la fuerza electromagnética, pensó que podría ser un fallo del equipo, de sus cálculos o de algún otro error que había llevado a lalecturas inusuales. Fue al observar algunos de los quásares más distantes - cuerpos celestes masivos que emiten energía excepcionalmente alta - en los bordes del universo que estas anomalías se observaron por primera vez utilizando los telescopios más potentes del mundo.
"Los cuásares más distantes que conocemos son de 12 a 13 mil millones de años luz de nosotros", dice el profesor Webb.
"Entonces, si puedes estudiar la luz en detalle de quásares distantes, estás estudiando las propiedades del universo tal como era cuando estaba en su infancia, solo mil millones de años. El universo era muy, muy diferente.No existían galaxias, las primeras estrellas se habían formado, pero ciertamente no había la misma población de estrellas que vemos hoy. Y no había planetas ".
Él dice que en el estudio actual, el equipo analizó uno de esos cuásares que les permitió investigar cuando el universo tenía solo mil millones de años, lo que nunca antes se había hecho. El equipo realizó cuatro mediciones de la constante constante a lo largola única línea de visión para este cuásar. Individualmente, las cuatro mediciones no proporcionaron ninguna respuesta concluyente en cuanto a si hubo o no cambios perceptibles en la fuerza electromagnética. Sin embargo, cuando se combinaron con muchas otras mediciones entre nosotros y los quásares distantes realizadospor otros científicos y sin relación con este estudio, las diferencias en la constante de estructura fina se hicieron evidentes.
UN UNIVERSO EXTRAÑO
"Y parece estar apoyando esta idea de que podría haber una direccionalidad en el universo, lo cual es muy extraño", dice el profesor Webb.
"Entonces, el universo puede no ser isotrópico en sus leyes de la física, una que sea la misma, estadísticamente, en todas las direcciones. Pero, de hecho, podría haber alguna dirección o dirección preferida en el universo donde las leyes de la física cambian, pero no en la dirección perpendicular. En otras palabras, el universo, en cierto sentido, tiene una estructura dipolo.
"En una dirección en particular, podemos mirar hacia atrás 12 mil millones de años luz y medir el electromagnetismo cuando el universo era muy joven. Al reunir todos los datos, el electromagnetismo parece aumentar gradualmente cuanto más miramos, mientras que hacia la dirección opuesta, gradualmentedisminuye. En otras direcciones en el cosmos, la constante de estructura fina sigue siendo solo eso: constante. Estas nuevas mediciones muy distantes han llevado nuestras observaciones más lejos que nunca antes. "
En otras palabras, en lo que se pensaba que era una distribución arbitraria aleatoria de galaxias, cuásares, agujeros negros, estrellas, nubes de gas y planetas, con la vida floreciendo en al menos un pequeño nicho, el universo parece repentinamentetienen el equivalente de un norte y un sur. El profesor Webb todavía está abierto a la idea de que de alguna manera estas mediciones realizadas en diferentes etapas utilizando diferentes tecnologías y desde diferentes lugares de la Tierra son en realidad una coincidencia masiva.
"Esto es algo que se toma muy en serio y es considerado, con bastante escepticismo, incluso por mí, a pesar de que hice el primer trabajo con mis alumnos. Pero es algo que debes probar porque es posible quevive en un universo extraño "
Pero agregando al lado del argumento que dice que estos hallazgos son más que una mera coincidencia, un equipo en los Estados Unidos que trabaja de manera completamente independiente y desconocido para el profesor Webb, hizo observaciones sobre los rayos X que parecían alinearse con la idea de que el universotiene algún tipo de direccionalidad.
"No sabía nada sobre este artículo hasta que apareció en la literatura", dice.
"Y no están probando las leyes de la física, están probando las propiedades, las propiedades de rayos X de las galaxias y los cúmulos de galaxias y las distancias cosmológicas de la Tierra. También descubrieron que las propiedades del universo en este sentidono son isotrópicos y hay una dirección preferida. Y he aquí, su dirección coincide con la nuestra ".
VIDA, EL UNIVERSO Y TODO
Si bien aún quiere ver pruebas más rigurosas de las ideas de que el electromagnetismo puede fluctuar en ciertas áreas del universo para darle una forma de direccionalidad, el Profesor Webb dice que si estos hallazgos continúan confirmados, pueden ayudar a explicar por qué nuestro universo es eltal como es, y por qué hay vida en ello.
"Durante mucho tiempo, se pensó que las leyes de la naturaleza parecen estar perfectamente ajustadas para establecer las condiciones para que la vida florezca. La fuerza de la fuerza electromagnética es una de esas cantidades. Si fuera solo un pequeño porcentaje diferenteSegún el valor que medimos en la Tierra, la evolución química del universo sería completamente diferente y la vida nunca podría haber comenzado. Plantea una pregunta tentadora: ¿esta situación de 'Ricitos de Oro', donde las cantidades físicas fundamentales como la constante estructura fina son '¿correcto 'para favorecer nuestra existencia, aplicar en todo el universo? "
Si hay una direccionalidad en el universo, argumenta el profesor Webb, y si se demuestra que el electromagnetismo es muy ligeramente diferente en ciertas regiones del cosmos, los conceptos más fundamentales que sustentan gran parte de la física moderna necesitarán revisión.
"Nuestro modelo estándar de cosmología se basa en un universo isotrópico, uno que es el mismo, estadísticamente, en todas las direcciones", dice.
"Ese modelo estándar en sí mismo se basa en la teoría de la gravedad de Einstein, que asume explícitamente la constancia de las leyes de la naturaleza. Si tales principios fundamentales resultan ser solo buenas aproximaciones, las puertas están abiertas a algunas ideas nuevas y muy interesantes enfísica."
El equipo del profesor Webb cree que este es el primer paso hacia un estudio mucho más amplio que explora muchas direcciones en el universo, utilizando datos provenientes de nuevos instrumentos en los telescopios más grandes del mundo. Ahora están surgiendo nuevas tecnologías para proporcionar datos de mayor calidad y nueva inteligencia artificialLos métodos de análisis ayudarán a automatizar las mediciones y llevarlas a cabo más rápidamente y con mayor precisión.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Nueva Gales del Sur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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