מבחנים חדשים מצביעים על כך שהקבוע הבסיסי של הפיזיקה אינו זהה בכל היקום

(ג'ים פולי/Getty Images)

מדענים מצאו ראיות לכך שקבוע פיזיקלי בסיסי המשמש למדידת אלקטרומגנטיות בין חלקיקים טעונים יכול למעשה להיות ב קבוע, לפי מדידות שנלקחו מא קוואזר במרחק של כ-13 מיליארד שנות אור.

אלקטרומגנטיות היא אחת מהן ארבעה כוחות יסוד ששולחים הכל ביקום שלנו יחד, לצד כוח הכבידה,כוח גרעיני חלש, וכוח גרעיני חזק. חוזק האינטראקציה האלקטרומגנטית בין חלקיקים אלמנטריים מחושב בעזרת מה שמכונה קבוע המבנה העדין.

עם זאת, הקריאות החדשות - שנלקחו יחד עם קריאות אחרות ממחקרים נפרדים - מצביעות על וריאציות זעירות בקבוע הזה, שיכולות להיות לה השלכות עצומות על האופן שבו אנו מבינים את כל מה שסביבנו.



הנתונים העדכניים ביותר מראים כי ייתכן שהיקום הסתיר בעבר מיסבים 'צפון' ו'דרום', כיוון סופי שלפיו ניתן למפות את הווריאציות הללו באלקטרומגנטיות.

'נראה כי [המחקר החדש] תומך ברעיון הזה שיכול להיות כיווניות ביקום, וזה מאוד מוזר,' אומר האסטרופיזיקאי ג'ון ווב , מאוניברסיטת ניו סאות' ויילס (UNSW) באוסטרליה. 'אז ייתכן שהיקום אינו איזוטרופי בחוקי הפיזיקה שלו - כזה שהוא זהה, סטטיסטית, לכל הכיוונים.'

'אבל למעשה, יכול להיות כיוון כלשהו או כיוון מועדף ביקום שבו חוקי הפיזיקה משתנים, אבל לא בכיוון הניצב. במילים אחרות, ליקום במובן מסוים יש מבנה דיפול.'

לכוח האלקטרומגנטי המקיף אותנו יש תפקיד מכריע בקשירת אלקטרונים לגרעינים בתוך אטומים - בלעדיו, החומר פשוט היה מתפרק. הוא מספק לנו אור נראה, והוא הסיבה העיקרית לכך שהחשמל פועל כפי שהוא פועל.

שימוש בתמונות ובנתונים שנלכדו על ידי טלסקופ גדול מאוד (VLT) בצ'ילה, צוות המחקר הצליח למדוד את הכוח הזה כפי שהוא היה מופיע ביקום כשהיה הרבה יותר צעיר וקרוב יותר לתחילתו.

הנתונים דורשים בדיקה ואימות נוספים, אבל הצוות אומר שהתוצאות הנוכחיות מעלות שאלה מוזרה: האם הרעיון של שם בהיותו מאזן 'זהבה' של כוחות יסוד - פשוט מושלם כדי שהחיים יוכלו להתקיים - חל למעשה בכל היקום שלנו.

'מחבר את כל הנתונים יחד, נראה שהאלקטרומגנטיות מתגברת בהדרגה ככל שאנו מסתכלים יותר, בעוד שלכיוון ההפוך, היא פוחתת בהדרגה,' אומר ווב .

'בכיוונים אחרים בקוסמוס, קבוע המבנה העדין נשאר בדיוק זה - קבוע. מדידות חדשות מאוד רחוקות אלה דחפו את התצפיות שלנו רחוק יותר ממה שהושג אי פעם בעבר.'

הרעיון הזה של כיווניות ביקום נתמך על ידי חוקרים שעבדו באופן עצמאי בארה'ב, שהיו עסוקים בהסתכלות על אופי של קרני רנטגן . הם גם מצאו יישור קוסמי שמצביע במקרה זהה לזה שצוות UNSW גילה.

לגבי המשמעות של זה לפיזיקה בקנה מידה רחב יותר, מוקדם מדי לומר. הממצאים בהחלט שווים מחקר נוסף לפחות, ומתכוונים ל תיאוריה מאוחדת גדולה - החיפוש אחר כוח אחד מאחד שיכול לקשור אלקטרומגנטיות, כוחות גרעיניים חלשים וחזקים יחדיו - אולי אפילו צריך לגנוז לזמן מה.

אכן, מחקרשפורסם בשנה שעברהמציע שאולי יש כוח יסוד חמישי שצריך לקחת בחשבון. ככל שאנו מסתכלים יותר אל היקום וככל שאנו מגלים יותר, הכל נראה מורכב ומוזר יותר.

'שֶׁלָנוּ דגם סטנדרטי הקוסמולוגיה מבוססת על יקום איזוטרופי, זהה, סטטיסטית, לכל הכיוונים, אומר ווב . 'המודל הסטנדרטי הזה עצמו בנוי על תיאוריית הכבידה של איינשטיין, שבעצמה מניחה במפורש קביעות של חוקי הטבע.'

'אם עקרונות בסיסיים כאלה יתבררו כקירוב טוב בלבד, הדלתות פתוחות לכמה רעיונות מאוד מרגשים וחדשים בפיזיקה.'

המחקר פורסם ב התקדמות המדע .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.