بالعودة إلى نوفمبر ، قام فريق من الباحثين من جامعة سوينبرن للتكنولوجيا وجامعة كامبريدج نشرت بعض النتائج المثيرة للاهتمام حول مجرة تقع على بعد حوالي 8 مليارات سنة ضوئية. باستخدام مرصد لا سيلا تلسكوب كبير جدا (VLT) ، قاموا بفحص الضوء القادم من ثقب أسود عملاق (SMBH) في مركزها.
وبذلك ، تمكنوا من تحديد أن الطاقة الكهرومغناطيسية القادمة من هذه المجرة البعيدة هي نفسها التي نلاحظها هنا في درب التبانة. أظهر هذا أن القوة الأساسية للكون (الكهرومغناطيسية) ثابتة بمرور الوقت. وفي يوم الاثنين ، 4 ديسمبر ، تابعت ESO هذا الاكتشاف التاريخي بإطلاق سراحه قراءات الطيف اللوني من هذه المجرة البعيدة - المعروفة باسم سعادة 0940-1050 .
للتلخيص ، تحتوي معظم المجرات الكبيرة في الكون على SMBHs في مركزها. تشتهر هذه الثقوب السوداء الضخمة باستهلاك المادة التي تدور حولها في كل مكان ، مما يؤدي إلى طرد كميات هائلة من طاقة الراديو والميكروويف والأشعة تحت الحمراء والبصرية والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما في هذه العملية. ولهذا السبب ، فهي من ألمع الأجسام في الكون المعروف ، ويمكن رؤيتها حتى من على بعد بلايين السنين الضوئية.
تفسير الفنان لـ ULAS J1120 + 0641 ، كوازار بعيد جدًا.
الائتمان: ESO / M. كورنميسر
ولكن بسبب بعدهم ، يجب أن تمر الطاقة التي ينبعثونها عبر الوسط بين المجرات ، حيث يتلامس مع كمية لا تصدق من المادة. في حين أن معظم هذا يتكون من الهيدروجين والهيليوم ، إلا أن هناك كميات ضئيلة من العناصر الأخرى أيضًا. تمتص هذه الكثير من الضوء الذي ينتقل بين المجرات البعيدة وبيننا ، ويمكن لخطوط الامتصاص التي يخلقها هذا أن تخبرنا بالكثير عن أنواع العناصر الموجودة هناك.
في الوقت نفسه ، فإن دراسة خطوط الامتصاص الناتجة عن مرور الضوء عبر الفضاء يمكن أن تخبرنا عن مقدار الضوء الذي تم إزالته من طيف الكوازار الأصلي. باستخدام مطياف الأشعة فوق البنفسجية والبصرية (UVES) على متن VLT ، تمكن فريق Swinburne و Cambridge من القيام بذلك ، وبالتالي التسلل إلى القمة في ' بصمات الكون المبكر '.
ما وجدوه هو أن الطاقة القادمة من HE 0940-1050 كانت مشابهة جدًا لتلك التي لوحظت في مجرة درب التبانة. في الأساس ، حصلوا على دليل على أن الطاقة الكهرومغناطيسية تتسق بمرور الوقت ، وهو الأمر الذي كان في السابق لغزًا للعلماء. كما يقولون في دراسة ، الذي تم نشره في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية :
'النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات غير مكتمل لأنه لا يمكنه تفسير قيم الثوابت الأساسية ، أو التنبؤ باعتمادها على عوامل مثل الزمان والمكان. لذلك ، بدون نظرية قادرة على تفسير هذه الأرقام بشكل صحيح ، لا يمكن سبر ثباتها إلا عن طريق قياسها في أماكن وأوقات وظروف مختلفة.علاوة على ذلك ، فإن العديد من النظريات التي تحاول توحيد الجاذبية مع قوى الطبيعة الثلاث الأخرى تستدعي ثوابت أساسية متغيرة.'
تم إطلاق شعاع ليزر من التلسكوب الكبير جدًا (VLT) في مرصد لا سيلا التابع للمركز الأوروبي للأرصاد الجوية في تشيلي. الائتمان: ESO
نظرًا لأنه يبعد 8 مليارات سنة ضوئية ، ونظام خط امتصاص المعادن المتداخل القوي ، فإنه يستكشف الطيف الكهرومغناطيسي الذي يخرجه الكوازار المركزي HE 0940-1050 - ناهيك عن القدرة على تصحيح كل الضوء الذي امتصه الوسط بين المجرات المتداخلة - وفر فرصة فريدة للقياس الدقيق للكيفية التي يمكن أن تختلف بها هذه القوة الأساسية على مدى فترة طويلة جدًا من الزمن.
علاوة على ذلك ، تصادف أن المعلومات الطيفية التي حصلوا عليها كانت من أعلى مستويات الجودة التي لوحظت من الكوازار على الإطلاق. كما أشاروا كذلك في دراستهم:
'أكبر خطأ منهجي في جميع القياسات المماثلة السابقة (باستثناء واحد) ، بما في ذلك العينات الكبيرة ، كان التشوهات بعيدة المدى في معايرة الطول الموجي. سيضيف هذا خطأ منهجيًا بمقدار 2 جزء في المليون إلى قياسنا وما يصل إلى 10 جزء في المليون إلى القياسات الأخرى باستخدام انتقالات المغنيسيوم والحديد. '
ومع ذلك ، قام الفريق بتصحيح ذلك من خلال مقارنة أطياف UVES بأطياف مُعايرة جيدًا تم الحصول عليها من عالية الدقة شعاعي سرعة الكوكب الباحث (هاربس) - والتي تقع أيضًا في مرصد لا سيلا. من خلال الجمع بين هذه القراءات ، تُركت مع عدم يقين منهجي متبقي قدره 0.59 جزء في المليون فقط ، وهو أقل هامش خطأ من أي مسح طيفي حتى الآن.
باحث عن كوكب بسرعة شعاعية عالية الدقة في تلسكوب ESO La Silla 3.6m. الائتمان: ESO
هذه أخبار مثيرة ، ولأسباب أخرى ذلك. من ناحية أخرى ، تسمح لنا القياسات الدقيقة للمجرات البعيدة باختبار بعض الجوانب الأكثر صعوبة في نماذجنا الكونية الحالية. من ناحية أخرى ، يعد تحديد أن الكهرومغناطيسية تتصرف بطريقة متسقة بمرور الوقت اكتشافًا رئيسيًا ، إلى حد كبير لأنها مسؤولة عن الكثير مما يحدث في حياتنا اليومية.
ولكن ربما الأهم من ذلك كله ، أن فهم كيف تتصرف قوة أساسية مثل الكهرومغناطيسية عبر الزمان والمكان أمر جوهري لاكتشاف كيف تتحد - بالإضافة إلى القوة النووية الضعيفة والقوية - مع الجاذبية. كان هذا أيضًا مصدر قلق للعلماء ، الذين ما زالوا في حيرة من أمرهم عندما يتعلق الأمر بشرح كيفية توحيد القوانين التي تحكم تفاعلات الجسيمات (أي نظرية الكم) مع تفسيرات لكيفية عمل الجاذبية (أي النسبية العامة).
من خلال إيجاد قياسات غير متغيرة لكيفية عمل هذه القوى يمكن أن تساعد في إنشاء نظرية التوحيد الكبرى (GUT). خطوة واحدة أقرب إلى الفهم الحقيقي لكيفية عمل الكون!
قراءة متعمقة: الذي - التي