V listopadu zveřejnil tým vědců z Swinburne University of Technology a University of Cambridge několik velmi zajímavých zjištění o galaxii vzdálené asi 8 miliard světelných let. Pomocí velmi velkého dalekohledu observatoře La Silla (VLT) zkoumali světlo přicházející ze supermasivní černé díry (SMBH) v jejím středu.
Tímto způsobem dokázali určit, že elektromagnetická energie přicházející z této vzdálené galaxie byla stejná jako to, co zde pozorujeme v Mléčné dráze. Toto ukázalo, že základní síla vesmíru (elektromagnetismus) je v průběhu času konstantní. A v pondělí 4. prosince ESO navázala na tento historický nález uvolněním odečtů barevného spektra této vzdálené galaxie - známé jako HE 0940-1050.
Pro shrnutí, většina velkých galaxií ve vesmíru má ve svém středu SMBH. Tyto obrovské černé díry jsou známé tím, že spotřebovávají hmotu, která obíhá kolem nich, a vylučují tak obrovské množství energie rádiového, mikrovlnného, infračerveného, optického, ultrafialového (UV), rentgenového a gama záření. Z tohoto důvodu jsou to některé z nejjasnějších objektů ve známém vesmíru a jsou viditelné i z miliard světelných let daleko.
Ale kvůli jejich vzdálenosti musí energie, kterou vysílají, projít mezigalaktickým prostředím, kde přichází do styku s neuvěřitelným množstvím hmoty. Zatímco většina z toho sestává z vodíku a helia, existují i stopová množství dalších prvků. Tyto pohlcují velkou část světla, které se pohybuje mezi vzdálenými galaxiemi a námi, a absorpční linie, které takto vytváříme, nám mohou říci mnoho o druzích prvků, které jsou venku.
Současně nám studium absorpčních linek produkovaných světlem procházejícím vesmírem může říct, kolik světla bylo odstraněno z původního kvasarového spektra. S použitím přístroje ultrafialového a vizuálního echelle spektrografu (UVES) na palubě VLT to dokázali týmy Swinburne a Cambridge, a tím dosáhly vrcholu „otisků prstů raného vesmíru“.
Zjistili, že energie pocházející z HE 0940-1050 byla velmi podobná energii pozorované v galaxii Mléčná dráha. V podstatě získali důkaz, že elektromagnetická energie je v průběhu času konzistentní, což bylo pro vědce dříve tajemstvím. Jak uvádějí ve své studii, která byla zveřejněna v Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti:
„Standardní model fyziky částic je neúplný, protože nedokáže vysvětlit hodnoty základních konstant nebo předpovídat jejich závislost na parametrech, jako je čas a prostor. Proto bez teorie, která je schopna správně vysvětlit tato čísla, lze jejich stálost zkoušet pouze měřením na různých místech, časech a podmínkách. Navíc, mnoho teorií, které se pokoušejí sjednotit gravitaci s ostatními třemi přírodními silami, se dovolává základních konstant, které se mění.“
Protože je to 8 miliard světelných let daleko a jeho silně zasahující systém absorpce kovu, který snímá elektromagnetické spektrum vyzařované centrálním kvazem HE 0940-1050 - nemluvě o schopnosti korigovat veškeré světlo absorbované intervenující intergalaktické médium - poskytlo jedinečnou příležitost k přesnému měření toho, jak se tato základní síla může měnit po velmi dlouhou dobu.
Navíc spektrální informace, které získaly, byly v té nejvyšší kvalitě, jaké kdy kvazar pozoroval. Jak dále naznačili ve své studii:
„Největší systematická chyba ve všech (kromě jednoho) předchozích podobných měřeních, včetně velkých vzorků, byla zkreslení dlouhého dosahu při kalibraci vlnové délky. To by přidalo k našemu měření systematickou chybu s 2 ppm a až 10 ppm k jiným měřením používajícím přechody Mg a Fe. “
Tým to však napravil porovnáním UVES spekter s dobře kalibrovanými spektry získanými z HARPS (High Accuracy Radial Valocity Planet Searcher - HARPS), která se také nachází na observatoři v La Silla. Kombinací těchto hodnot byly ponechány zbytkové systematické nejistoty pouhých 0,59 ppm, což je nejnižší meze chyb z jakéhokoli dosud spektrografického průzkumu.
To je vzrušující zpráva, a to z více důvodů. Na jedné straně, přesná měření vzdálených galaxií nám umožňují testovat některé z nejzložitějších aspektů našich současných kosmologických modelů. Na druhé straně je určování toho, že se elektromagnetismus chová konzistentně v průběhu času, hlavní nález, hlavně proto, že je zodpovědný za to, co se děje v našem každodenním životě.
Ale co je nejdůležitější ze všeho, pochopení toho, jak se základní síla, jako je elektromagnetismus, chová v čase a prostoru, je vlastní, aby se zjistilo, jak se s gravitací sjednocuje - stejně jako slabá a silná jaderná síla. Také to bylo starostí vědců, kteří jsou stále v rozpacích, pokud jde o vysvětlení toho, jak se zákony upravující interakce částic (tj. Kvantová teorie) sjednocují s vysvětlením toho, jak funguje gravitace (tj. Obecná relativita).
Nalezením měření toho, jak tyto síly působí, které se nemění, by mohlo pomoci při vytváření fungující Velké sjednocující teorie (GUT). O krok blíž ke skutečnému pochopení toho, jak vesmír funguje!
