Още през ноември екип от изследователи от Техническия университет в Суинбърн и Университета в Кеймбридж публикува някои много интересни открития за галактика, разположена на около 8 милиарда светлинни години. Използвайки много големия телескоп на обсерваторията Ла Сила (VLT), те изследваха светлината, идваща от свръхмасивната черна дупка (SMBH) в нейния център.
По този начин те успяха да определят, че електромагнитната енергия, идваща от тази далечна галактика, е същата като тази, която наблюдаваме тук по Млечния път. Това показа, че фундаментална сила на Вселената (електромагнетизъм) е постоянна във времето. И в понеделник, 4 декември, ЕСО проследява тази историческа находка, като пуска показанията на цветовия спектър на тази далечна галактика - известна като HE 0940-1050.
За да се обобщи, повечето големи галактики във Вселената имат SMBH в центъра си. Тези огромни черни дупки са известни с това, че консумират материята, която обикаля около тях, изхвърляйки огромни количества радио, микровълнова, инфрачервена, оптична, ултравиолетова (UV), рентгенова и гама лъчева енергия в процеса. Поради това те са едни от най-ярките обекти в познатата Вселена и са видими дори от милиарди светлинни години.
Но поради тяхното разстояние, енергията, която излъчват, трябва да премине през междугалактичната среда, където влиза в контакт с невероятно количество материя. Въпреки че по-голямата част от това се състои от водород и хелий, има и следи от други елементи. Те поглъщат голяма част от светлината, която пътува между далечни галактики и нас, и линиите на абсорбция, които създава, могат да ни разкажат много за видовете елементи, които са там.
В същото време, изучаването на абсорбционните линии, произведени от светлина, преминаваща през космоса, може да ни каже колко светлина е отстранена от първоначалния квазарен спектър. Използвайки ультрафиолетовия и визуален спектрограф на Ешел (UVES) на борда на VLT, екипът на Суинбърн и Кеймбридж успяха да направят точно това, като по този начин постигнаха връх на „пръстовите отпечатъци на ранната Вселена“.
Те откриха, че енергията, идваща от НЕ 0940-1050, е много подобна на тази, наблюдавана в галактиката Млечен път. По принцип те получиха доказателство, че електромагнитната енергия е последователна във времето, нещо, което преди беше загадка за учените. Както заявяват в своето проучване, публикувано в Месечни известия на Кралското астрономическо дружество:
„Стандартният модел на физиката на частиците е непълен, защото не може да обясни стойностите на основните константи или да прогнозира зависимостта им от параметри като време и пространство. Следователно, без теория, която е в състояние правилно да обясни тези числа, тяхната постоянство може да бъде сондирана само чрез измерването им на различни места, времена и условия. Освен това много теории, които се опитват да обединят гравитацията с другите три сили на природата, се позовават на различни константи, които са различни.“
Тъй като е на разстояние 8 милиарда светлинни години и силната му интервенция от метално-абсорбираща линия линия, сондираща електромагнитния спектър, излъчван от централния квазар HE 0940-1050 - да не говорим за способността да коригира цялата светлина, която е погълната от интервенционната интергалактична среда - предостави уникална възможност за точно измерване на това как тази основна сила може да варира за много дълъг период от време.
На всичкото отгоре получената спектрална информация се оказа с най-високо качество, наблюдавана някога от квазар. Както допълнително посочват в своето проучване:
„Най-голямата систематична грешка във всички (освен една) предишни подобни измервания, включително големите проби, бяха изкривявания на дълги разстояния при калибриране на дължината на вълната. Те биха добавили систематична грешка с? 2 ppm към нашето измерване и до? 10 ppm за други измервания, използващи Mg и Fe преходи. "
Въпреки това екипът коригира това, като сравнява спектрите на UVES с добре калибрирани спектри, получени от Планетотърсача с висока точност на радиална скорост (HARPS) - който също се намира в обсерваторията Ла Сила. Чрез комбиниране на тези показания те остават с остатъчна систематична несигурност от едва 0,59 ppm, най-ниската граница на грешка от всяко спектрографско изследване до момента.
Това е вълнуваща новина и по повече причини тази. От една страна, прецизните измервания на далечни галактики ни позволяват да тестваме някои от най-трудните аспекти на нашите съвременни космологични модели. От друга страна, определянето на това, че електромагнетизмът се държи последователно във времето е основна находка, до голяма степен защото е отговорна за толкова голяма част от случващото се в ежедневието ни.
Но може би най-важното от всичко, разбирането как една фундаментална сила като електромагнетизма се държи във времето и пространството е присъщо да разберем как тя - както и слабата и силна ядрена сила - се обединява с гравитацията. Това също е загриженост на учените, които все още са в загуба, когато става въпрос за обяснение как законите, регулиращи взаимодействието на частиците (т.е. квантовата теория), се обединяват с обяснения за това как действа гравитацията (т.е. общата относителност).
Чрез намирането на измервания за това как действат тези сили, които не варират, би могло да помогне за създаването на работеща Велика обединяваща теория (GUT). Една крачка по-близо до истинското разбиране как работи Вселената!
