Zakoni fizike važe samo na Zemlji?

Naime, analizom svetlosti koja dopire od različitih udaljenih kvazara uz pomoćVLT (Very Large Telescope) uređaja u Čileu pokazala je da jedna od fizičkih konstanti biva drugačija u različitim delovima kosmosa. To znači da Ajnštajnov princip ekvivalentnosti koji podrazumeva da su zakoni prirode svuda isti, zapravo netačan.

Promena u konstantnim vrednostima izgleda ima i orijentaciju, pa hvata “željeni pravac” ili osu širom kosmosa. Ta ideja je odbačena pre više od 100 godina stvaranjem Ajnštajnove specijalne teorije relativiteta.

Jedan izveštaj iz 2011. opisuje kako “magični broj” poznat kao konstanta fine strukture (alfa), ima različite vrednosti u različitim delovima svemira, tvrde naučnici sa Univerziteta u Novom Južnom Velsu.

“Ovo otkriće je iznenađenje za sve”, kaže Džon Veb, jedan od istraživača.

“Nakon što smo izmerili alfa u oko 300 udaljenih galaksija, pojavila se doslednost: magični broj koji nam pokazuje snagu elektromagnetizma, nije isti svuda kao na Zemlji i deluje da se menja duž prioritetnih osa širom svemira”, kaže Veb.

“Posledice našeg trenutnog razumevanja nauke su jako dalekosežne. Ako bi zakoni fizike delovali ‘lokalno’, možda i nije čudo što još nismo otkrili na drugim mestima u svemiru uslove za život kakav poznajemo, jer su oni koji deluju na Zemlji sasvim jedinstveni”.

Zaključci istraživača zasnivaju se na merenjima VLT teleskopa u Čileu, zajedno sa prethodnim merenjima najvećeg teleskopa na svetu u Keck opservatoriji na Havajima.

Suština otkrića je da konstanta fine strukture (alfa) određuje snagu interakcije između svetlosti i materije.

Pre deset godina, Veb je koristio podatke dobijene praćenjem svetlosti sa udaljenih galaksija i kvazara. Oni su sugerisali da je vrednost alfe neznatno manja u svetlosti koju su kvazari emitovali pre 12 milijardi godina, nego što je to slučaj danas na Zemlji.

Džulijan King, Vebova koleginica, takođe sa Univerziteta u Novom Južnom Velsu analizirala je podatke sa VLT-a u Čileu koji prati drugi deo neba. Dobijeni podaci pokazuju da je vrednost alfe na drugim mestima u univerzumu nešto veća nego na Zemlji. Razlika u oba slučaja je oko milionitog dela vrednosti alfe u našem delu svemira i upućuje da taj broj varira u prostoru, a ne kroz vreme.

“Potajno smo se nadali da ćemo potvrditi nalaze koje je dobio Keck, ali je ovo bio pravi šok”, kaže King.

Naime Keck i VLT nalaze se na različitim hemisferama. Kada uz pomoć Keck-a gledamo ka severu, vidimo manju alfu u udaljenim galaksijama, dok gledajući ka jugu vidimo veću alfu.

“Konstanta fine strukture i druge značajne konstante zauzimaju centralno mesto u našoj fizici. Ako one zaista menjaju vrednost, potrebna nam je bolja, dublja teorija”, smatra dr Majkl Marfi sa Svinburn tehnološkog univerziteta.

“Jedno od najvažnijih pitanja moderne nauke je da li zakoni fizike važe svuda u Univerzumu i isto tokom cele istorije?” Rešeni smo da na to pitanje odgovorimo po svaku cenu”, kaže on.

Tim je analizirao oko 300 merenja alfe u svetlosti koja je dolazila sa različitih krajeva svemira. Na osnovu toga su zaključili da je alfa na jednoj strani Univerzuma manja od alfe na drugoj. Ovaj “dipolni” raspored poklapa se sa strujom kretanja galaksija koje se misteriozno pomeraju ka ivici svemira. Zemlja se nalazi negde u sredini ekstremnih vrednosti alfe. Ako je hipoteza tačna, rezultati bi objasnili zašto alfa ima tako osetljivu vrednost – na primer, ako biste alfu povećali za samo četiri procenta, zvezde ne bi mogle da proizvode ugljenik, što bi biohemiju učinilo nemogućom. Ako su interpretacije istinite, to je “velika stvar”, smatra Kreg Hogan koji se nalazi na čelu Fermilab centra za astrofiziku čestica u Ilinoisu.

Međutim, on sumnja da se negde u analizi potkrala greška. Majkl Marfi smatra da raste broj dokaza u prilog tezi da su “konstante promenljive”.

“Niko nije u stanju da objasni zašto su ovi rezultati ovakvi. Nepromenljivost osnovnih konstanti je jedan od aksioma fizike. Ipak, mi smo ovde da testiramo fiziku, a ne da je podrazumevamo”. Veb i kolege udvostručili su broj pojedinačnih ispitivanja i merili vrednost alfe u 300 udaljenih galaksija i to na mnogo širem području u svemiru.

“Rezultati su nas iznenadili. U jednom smeru, od našeg mesta u Univerzumu – alfa postepeno slabi, dok u suprotnom postepeno jača. Otkriće, ako se potvrdi, imaće ozbiljne posledice po naše razumevanje prostora i vremena i poljuljaće osnovne principe Ajnštajnove opšte teorije relativiteta”, smatra King.

“Takvo podrivanje očekuje se i od modernih takozvanih ‘teorija o svemu’ koje pokušavaju da ujedine delovanje svih poznatih osnovnih sila. Postepena promena alfe možda implicira da je Univerzum mnogo veći, nego što mi to mislimo, a možda čak i beskrajan”, smatra profesor Flambaum.

Profesor Veb misli da ova nova otkrića takođe nude vrlo prirodan odgovor na pitanje koje je naučnike mučilo decenijama: zašto zakoni fizike deluju tako ‘podešeno’ za postojanje života.