Προσεγγίζοντας τη σκοτεινή ενέργεια από την αναλογία μάζας πρωτονίου-ηλεκτρονίου στην «αρχή» του σύμπαντος

Η συνεχής επεξεργασία δεδομένων που συλλέγονται από τις έρευνες που γίνονται σε όλο τον πλανήτη, αποκαλύπτει νέα στοιχεία που καθώς ενσωματώνονται στην υπόλοιπη γνώση της ανθρωπότητας ανοίγουν δρόμους στην πληρέστερη κατανόηση του Σύμπαντος. Για τη σκοτεινή ενέργεια, αυτή την «άγνωστη» (ακόμη) οντότητα η οποία επινοήθηκε για να «μετρήσει» την επιτάχυνση της διαστολής του σύμπαντος, ορισμένα μοντέλα προβλέπουν ότι είναι ένα πεδίο το οποίο εξελίσσεται στην κοσμολογική κλίμακα του χρόνου.

Αυτό σημαίνει ότι ορισμένες θεμέλιες φυσικές οντότητες, όπως δυνάμεις και μάζες, είχαν διαφορετικές τιμές πριν από πολύ καιρό. Να όμως, μια νέα ανάλυση του φάσματος του φωτός, που προέρχεται από πολύ απομακρυσμένο quasar δεν βρίσκει κανένα στοιχείο απόκλισης από τις μοριακές γραμμές που παρήχθησαν 12 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, πράγμα που συνεπάγεται ότι δεν πρέπει να υπήρξε αλλαγή στην αναλογία μάζας πρωτονίου-ηλεκτρονίου.

Μια πιθανή εξήγηση για τη σκοτεινή ενέργεια είναι ότι προέρχεται από ένα εκτεταμένο παντού βαθμωτό πεδίο, όμοιο με το πεδίο Higgs. Καθώς ένα τέτοιο πεδίο μπορεί πιθανώς να αλληλεπιδρά με άλλα σωμάτια, θα μπορούσε να επηρεάσει τις θεμέλιες φυσικές οντότητες, προκαλώντας αλλαγές, καθώς το βαθμωτό πεδίο εξελίσσεται συνεχώς. Για να ελέγξουν μια τέτοια εξέλιξη, οι επιστήμονες συχνά μελετούν απομακρυσμένα αστρικά σώματα, αυτών των οποίων το φως έχει εκπεμφθεί πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.

Για την αναλογία μάζας πρωτονίου-ηλεκτρονίου, οι αστρονόμοι ψάχνουν για απρόβλεπτες μεταβολές στα μήκη κύματος στα οποία τα μόρια απορροφούν το φως. Τα περισσότερα μόρια μπορούν να είναι ορατά μόνο σε σχετικά κοντινά αντικείμενα, αλλά τα μόρια του υδρογόνου είναι αρκετά πολυπληθή για να παρατηρούνται σε μεγάλες αποστάσεις. Ο Wim Ubachs του Πανεπιστημίου VU του Άμστερνταμ (Vrije Universiteit Amsterdam), στην Ολλανδία, και οι συνάδελφοί του, ανέλυσαν το φάσμα από ένα μακρινό quasar (J1443+2724) και προσδιόρισαν τις γραμμές του υδρογόνου που απορροφήθηκαν από ένα γαλαξία που βρίσκεται μπροστά από το quasar.

Αυτό το σημάδι απορρόφησης αποτυπώθηκε στο φάσμα όταν το σύμπαν ήταν μόλις 1,5 δισεκατομμυρίων ετών. Οι γραμμές δεν έδειξαν μεταβολή (πέρα από κανονική μετατόπιση στο ερυθρό) σε σύγκριση με τις τιμές που μετριούνται στη Γη, πράγμα που επιτρέπει στους συγγραφείς να θέσουν ένα άνω όριο των μερικών μερών ανά εκατομμύριο σε μια κυμαινόμενη αναλογία μάζας πρωτονίου-ηλεκτρονίου. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων υπαινίσσονται ότι το βαθμωτό πεδίο-σκοτεινή ενέργεια, αν φυσικά υπάρχει, έχει εξελιχθεί πολύ λίγο κατά τη διάρκεια του 90% της ηλικίας του σύμπαντος.

Πηγή: APS

Περισσότερα στο άρθρο: Constraint on a Varying Proton-Electron Mass Ratio 1.5 Billion Years after the Big Bang, Phys. Rev. Lett. 114, 071301