Ключово за процеса на астрономическо моделиране, чрез който учените се опитват да разберат нашата Вселена, е всеобхватното познаване на стойностите, съставляващи тези модели. Това като цяло изглежда добро предположение, тъй като моделите често произвеждат предимно точни снимки от нашата Вселена. Но само за да сте сигурни, астрономите искат да се уверят, че тези константи не са варирали в пространството или времето. Уверете се обаче, че е трудно предизвикателство. За щастие, неотдавнашна статия подсказа, че може да успеем да изследваме основните маси на протони и електрони (или поне тяхното съотношение), като разгледаме сравнително често срещаната молекула метанол.
Новият доклад се основава на сложния спектър на молекулата на метана. В прости атоми фотоните се генерират от преходи между атомни орбитали, тъй като те нямат друг начин да съхраняват и превеждат енергия. Но с молекулите химичните връзки между компонентите на атомите могат да съхраняват енергията във вибрационни режими по същия начин, по който масите, свързани с пружините, могат да вибрират. Освен това молекулите нямат радиална симетрия и могат да съхраняват енергия чрез въртене. Поради тази причина спектрите на хладните звезди показват много повече линии на абсорбция от горещите, тъй като по-ниските температури позволяват молекулите да започнат да се образуват.
Много от тези спектрални характеристики присъстват в микровълновата част на спектрите, а някои от тях са изключително зависими от квантовите механични ефекти, които от своя страна зависят от точните маси на протона и електрона. Ако тези маси се променят, положението на някои спектрални линии също би се променило. Сравнявайки тези вариации с очакваните от тях позиции, астрономите могат да получат ценна представа за това как тези основни ценности могат да се променят.
Основната трудност е, че в голямата схема на нещата метанолът (СН3ОН) е рядкост, тъй като нашата Вселена е 98% водород и хелий. Последните 2% са съставени от всеки друг елемент (като следващият най-често срещан кислород и въглерод са). По този начин метанолът се състои от три от четирите най-често срещани елемента, но те трябва да намерят един друг, за да образуват въпросната молекула. На всичкото отгоре те трябва да съществуват и в правилния температурен диапазон; твърде горещо и молекулата се разпада; твърде студено и няма достатъчно енергия, за да предизвика емисии, за да го открием. Поради рядкостта на молекулите с тези условия, може да очаквате, че намирането на достатъчно от него, особено в галактиката или Вселената, би било предизвикателно.
За щастие метанолът е една от малкото молекули, които са склонни да създават астрономически мазери. Мазерите са микровълновият еквивалент на лазерите, при който малък вход на светлина може да предизвика каскаден ефект, при който индуцира молекулите, които поразява, също да излъчва светлина при определени честоти. Това може значително да увеличи яркостта на облак, съдържащ метанол, увеличавайки разстоянието, до което той може лесно да бъде открит.
Изучавайки метаноловите мазери в Млечния път, използвайки тази техника, авторите установяват, че ако съотношението на масата на електрон към масата на протона се промени, това прави с по-малко от три части на сто милиона. Подобни проучвания са проведени и при използване на амоняк като молекула на проследяване (която също може да образува мазери) и стигнаха до подобни заключения.
