Traim intr-un Univers in care au fost descoperite patru forte fundamentale: cea electromagnetica, cele nucleare: slaba si puternica, si forta gravitationala. Dintre acestea cea mai bine cunoscuta este forta electromagnetica – cea care sta de exemplu la baza structurii atomilor intrucat „tine” electronii in orbite in jurul nucleelor.

Intensitatea interactiunii electromagnetice este caracterizata de asa-numita constanta a structurii fine, un numar fara dimensiuni in care intra  viteza luminii, constanta lui Plank si sarcina electronului. Se credea ca aceasta constanta este cu adevarat o constanta – adica este la fel peste tot in Univers si a avut aceeasi valoare de-a lungul evolutiei Universului de la Big Bang, acum circa 13.8 miliarde de ani, pana in prezent.

Recent insa analiza unor date care provin de la quasari indepartati i-a dus pe oamenii de stiinta la o descoperire extrem de interesanta (daca va fi confirmata): aceasta constanta nu este….o constanta ci variaza – avand o directie privilegiata in Univers.

Un quasar este un nucleu galactic activ îndepărtat, care emite enorme cantități de energie in mare parte sub forma de radiatie electromagnetica. In centrul quasarilor se afla, cred oamenii de stiinta, enorme gauri negre care „consuma” materia din jurul lor, ceea ce duce tocmai la formarea si emiterea unei radiatii extrem de intense.

Un grup din Australia, de la UNSW din Sydney, condus de John Webb, a analizat spectre de radiatie electromagnetica care provin de la quasari situati la distante de 13 miliarde ani lumina, publicand rezultatele in revista Science Advances.

Acesti quasari s-au format la aproximativ 800 de milioane de ani dupa Big Bang – deci au luat nastere la inceputul vietii Universului si studiul lor ne da informatii despre cum era Universul in acea epoca, inclusiv constanta structurii fine, care sta la baza spectrelor electromagnetice masurate.

Cercetatorii australieni au masurat constanta structurii fine folosind deplasarea spre rosu a quasarilor, combinand mai multe date intr-o unica analiza. Au observat astfel cum ca aceasta constanta ar avea valori diferite in trecut dar si ca aceste valori ar depinde de directia in care se efecueaza masuratoarea. Deci din punct de vedere electromagnetic Universul nu ar fi izotrop, si ar avea o directie privilegiata, un fel de dipol. Constanta structurii fine ar avea o valoare mai mare la limita unor quasari,  pe urma aceasta valoare scade in directia opusa. Se pare ca rezultate asemanatoare au fost obtinute de catre un grup american care a masurat insa raze X emise de galaxii si grupari de galaxii indepartate fata de noi – si in acest caz s-ar parea ca exista o directie privilegiata care, mai mult, ar coincide cu cea masurata de grupul australian care a analizat quasarii.

Daca aceasta descoperire ar fi confirmata ar reprezenta o mare revolutie in fizica intrucat la baza actualului model este ipoteza conform careia Universul este izotrop si constanta structurii fine ar fi o constanta de la Big Bang pana in prezent in orice punct al Universlui.

Cercetatorii au nevoie de utlerioare masuratori care sa confirme sau nu aceste rezultate cu adevarat incredibile, care ar putea avea de-a face cu insasi structura spatiului si a timpului in Univers si cu o teorie a gravitatiei cuantice – tocmai cea care ar trata spatiul si timpul ca fiind compuse din „atomi” de spatiu si timp, precum materia este compusa din particule. Ba mai mult, daca Universul ar avea o directie privilegiata  implicatiile ar fi extrem de profunde si multe lucruri s-ar putea schimba in modul in care privim nasterea si evolutia Universului insusi.

 

Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro