Mokslo ir technologijų pasaulis

Tirdami vieno iš tolimiausių kvazarų šviesą, mokslininkai apstulbo, aptikę elektromagnetinės jėgos fluktuacijas.

Universali konstanta kosmoso pakraščiuose atrodo ne tik erzinamai nepastovi, o lyg to dar būtų negana, tai vyksta tik viena kryptimi, kas yra, švelniai tariant, keista.

„Tolimiausias žinomas kvazaras yra už maždaug 12–13 milijardų šviesmečių,“ sako profesorius Webbas.

„Tad, detaliai tiriant tolimų kvazarų šviesą, tiriamos ir jaunos, vos milijardo metų amžiaus, visatos savybės. Visata tuomet buvo visiškai kitokia, nei dabar. Nebuvo galaktikų, pirmosios žvaigždės jau buvo susiformavusios, bet tikrai ne tiek, kiek regime dabar. Ir planetų nebuvo.“

Šiame tyrime komanda atliko tai, ko anksčiau niekas nedarė – stebėjo kvazarą, iš laikų, kuomet visatai tebuvo milijardas metų. Komanda šio kvazaro šviesos sklidimo linijoje atliko keturis smulkiosios struktūros konstantos matavimus. Individualiai, keturi matavimai jokio išsamaus atsakymo apie elektromagnetinės jėgos kitimą ar nekitimą nepateikia. Tačiau kartu su daugybe kitų ir su šiuo tyrimu nesusijusių mokslininkų atliktų matavimų, smulkiosios struktūros konstantos pokyčiai tampa akivaizdūs.

Keista visata

„Ir panašu, tai remia idėją, kad visatoje galėjo būti kryptingumas, kas iš tiesų labai keista,“ pažymi profesorius Webbas.

„Taip fizikos dėsniai visatoje gali būti ne izotropiški —  tai yra, statistiškai, ne visomis kryptimis vienodi. Iš tiesų galėjo būti kažkokia kryptis visatoje, pagal kurią fizikos dėsniai kinta, tačiau nekinta statmena kryptimi. Kitaip tariant, visata tam tikra prasme, turi dipolinę struktūrą.

„Konkrečia viena kryptimi galime pažvelgti į 12 milijardų metų praeitį ir išmatuoti labai jaunos visatos elektromagnetizmą. Apjungus visus duomenis, panašu, kad kuo toliau žvelgiame viena, tuo elektromagnetizmas stipresnis, tuo tarpu matuojant priešinga kryptimi, jis palaipsniui silpsta. Kitomis kryptimis kosmose smulkiosios struktūros konstanta lieka tokia pati. Šie labai tolimi matavimai pastūmėjo mūsų stebėjimus į dar neregėtus tolius."

Kitaip tariant, visata, kur anksčiau manyta, kad galaktikos, kvazarai, juodosios bedugnės, žvaigždės, dujų debesys ir planetos – su bent vienoje mažutėje nišoje klestinčia gyvybe — išsibarsčiusios atsitiktinai, staiga pasirodė turinti šiaurės ir pietų  ekvivalentą. Profesorius Webbas vis dar neatmeta idėjos, kad šie skirtingose Žemės vietose, skirtingu atstumu, skirtinga technologija atlikti matavimai, iš tiesų yra didžiulis atsitiktinumas.

„Tai labai rimtas teiginys ir vertintinas – kas yra labai teisinga – skeptiškai. Taip pat į jį žvelgiu ir pats, nors su studentais pirmasis ir atlikau darbą šia tema. Tačiau tokį dalyką būtina išbandyti, nes gali būti, kad gyvename keistoje visatoje.“

Bet teiginį, kad tai nėra tiesiog atsitiktinumas, paremia komanda iš JAV, dirbanti visiškai nepriklausomai ir apie kurią profesorius Webbas nežino, atlikusi rentgeno spindulių stebėjimus, kurie atrodo derantys su visatos kryptiškumo idėja.

„Nežinojau apie šį straipsnį, kol jis nepasirodė literatūroje,“ sako jis.

„Jie netikrina fizikos dėsnių, jie tiria galaktikų ir galaktikų spiečių rentgeno spindulių savybes ir kosmologinius atstumus nuo Žemės. Jie taip pat atrado, kad visatos savybės šia prasme irgi nėra izotropiškos ir yra kinta viena kryptimi. Ir, o stebukle, jų kryptis sutampa su mūsų.“

Gyvenimas, visata ir viskas

Tebelaukdamas kruopštesnių ir nuodugnesnių tam tikrose visatos plotuose vykstančių ir visatai kryptiškumą suteikiančių elektromagnetinės sąveikos fluktuacijų idėjos patikinimų, profesorius Webbas sako, kad šių atradimų patvirtinimas galėtų padėti paaiškinti, kodėl mūsų visata yra tokia kokia yra ir kodėl joje yra gyvybė.

„Ilgai manyta, kad gamtos dėsniai yra taip idealiai suderinti, kad galėtų klestėti gyvybė. Elektromagnetinės jėgos stiprumas yra viena iš tokių savybių. Jeigu jos reikšmė Žemėje vos keliais procentais skirtųsi nuo dabartinės, visatos cheminė raida būtų visiškai kitokia ir gyvybės galėjo niekados nebūti. Tai iškelia įdomų klausimą: ar tokia „auksaplaukiška“ situacija, kad fundamentalūs fizikos parametrai, tokie, kaip smulkiosios struktūros konstanta, „tiksliai tinka“ mūsų egzistavimui, galioja visai visatai?“

Jei visata ne visomis kryptimis yra vienoda, ir jei elektromagnetizmas tam tikruose kosmoso regionuose vos vos skiriasi, teks peržiūrėti fundamentaliausias modernios fizikos pagrindą sudarančias koncepcijas.

„Standartinis kosmologijos modelis paremtas prielaida, kad visata yra izotropiška, statistiškai vienoda visomis kryptimis,“ sako jis.

„Tas standartinis modelis paremtas Einšteino gravitacijos teorija, kurioje daroma Gamtos dėsnių pastovumo prielaida. Jei tokie fundamentalūs principai pasirodys esantys tik geri artiniai, atsiveria langas labai jaudinamoms, naujoms fizikos idėjoms.“

Profesoriaus Webbo komanda tikti, kad tai yra pirmasis žingsnis link daug didesnio tyrimo daugeliu visatos krypčių, naudojant naujus didžiausių teleskopų instrumentus. Dabar randasi naujos technologijos, galinčios suteikti kokybiškesnius duomenis, o nauji dirbtinio intelekto analizės metodai padės matavimus automatizuoti ir juo atlikti greičiau ir tiksliau.

Lachlan Gilbert
phys.org