Астрономы проверят неизменность констант

«Принято считать, что фундаментальные физические константы не изменяются в пространстве и во времени. Однако новые теоретические модели элементарной структуры материи указывают на то, что эти константы могут измениться. Наша задача — проверить эти утверждения», — сказал Ниссим Кейнкар (Nissim Kanekar), астроном из Национальной Радиоастрономической Обсерватории (NRAO), в Сокорро, Нью-Мексико.

«Согласно современной теории частиц, эти константы должны измениться за прошедшие годы. Кроме того, некоторые идеи теории суперструн и теории дополнительных измерений пространства-времени указывают на то, что эти константы меняются», — полагает немецкий физик-теоретик Христоф Веттерих (Christof Wetterich).

Уникальное исследование проводится на стыке астрономии и физики элементарных частиц. Астрономы проверяли две постоянные: отношения масс электрона и протона, и постоянную тонкой структуры, связывающую заряд электрона, постоянную Планка и скорость света. С помощью британского радиотелескопа GBT они исследовали радиоизлучение на четырех определенных частотах в диапазоне между 1612 МГц и 1720 МГц, исходящее от молекул с гидроксильной группой (ОН) в галактике, удаленной от Земли более чем на 6 млрд. световых лет. Излучение на каждой из четырех частот соответствует специфическому изменению энергетического уровня молекул.

При переходе с одного энергетического уровня на другой молекула излучает или поглощает энергию на определенной частоте. Эти частоты связаны со значениями фундаментальных физических констант, следовательно, при изменении констант изменятся и частоты. Это изменение и пытались обнаружить астрономы, используя GBT. Этот телескоп идеально подходит для подобных целей, так как расположен в Национальной британской зоне радиомолчания, где радиопомехи сведены к минимуму.

Возраст удаленной галактики приблизительно вдвое меньше возраста Вселенной. Если ученым удастся сравнить частоты перехода молекул в этой галактике с аналогичными частотами, полученными в настоящее время в лабораторных условиях, и обнаружить различие, тем самым будет доказано изменение фундаментальных констант с течением времени. Пока не обнаружено никаких изменений в константах, но исследования продолжаются.

«Это очень многообещающий метод, и какая из современных теорий ближе к истине, покажет опыт», — сказал Веттерих.

Научное сообщество сочло данную работу очень важной. Веттерих и коллега Кейнкара, астроном из NRAO Кристофер Карилли (Christopher Carilli) получили за нее в этом году престижную награду Max Planck Research Award, утверждаемую Фондом Александра Гумбольдта (Alexander von Humboldt Foundation) и Обществом Макса Планка (Max Planck Society).