Μυστήριο 12: Σταθερές, που δεν είναι και τόσο σταθερές!

Το 1997 ο αστρονόμος John Webb και η ομάδα του στο Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας στο Sydney ανέλυσαν το φως που έφτανε στη Γη από απομακρυσμένα Κβάζαρ. Σε κάθε ταξίδι 12 δισεκατομμυρίων χρόνων το φως είχε περάσει μέσα από διαστρικά νέφη μετάλλων όπως ο σίδηρος, το νικέλιο και το χρώμιο και οι ερευνητές βρήκαν πως αυτά τα άτομα είχαν απορροφήσει μερικά από τα φωτόνια του φωτός των Κβάζαρ, αλλά όχι εκείνα που περίμεναν.

Εάν είναι παρατηρήσεις είναι σωστές, η μόνη αμυδρά λογική εξήγηση είναι πως μια σταθερά της φυσικής που ονομάζεται σταθερά της λεπτής συμπαντικής υφής ή σταθερά alpha (η σταθερά alpha είναι κάτι που χτίζεται στον ίδιο το σκελετό του σύμπαντος, είναι ένας αδιάστατος αριθμός, η αναλογία μεταξύ τεσσάρων φυσικών σταθερών: της ταχύτητας του φωτός, της κβαντικής ενεργειακής σταθεράς, του φορτίου του ηλεκτρονίου και του π) είχε μια διαφορετική τιμή τη στιγμή που το φως πέρασε μέσα από τα νέφη.

Αλλά αυτό είναι αιρετικό. Η alpha είναι μια εξαιρετικά σημαντική σταθερά που καθορίζει πως αλληλεπιδρά το φως με την ύλη και δε θα έπρεπε να είναι σε θέση να μεταβάλλεται. Η τιμή της εξαρτάται, μεταξύ άλλων, από το φορτίο του ηλεκτρονίου, την ταχύτητα του φωτός και τη σταθερά του Planck. Θα μπορούσε κάτι από τα παραπάνω να έχει μεταβληθεί;

Κανείς από τους επιστήμονες της Φυσικής δεν ήθελε να πιστέψει στις μετρήσεις. Ο Webb και η ομάδα του προσπάθησαν επί χρόνια να βρουν που υπήρχε το σφάλμα στα αποτελέσματά τους. Αλλά μέχρι στιγμής έχουν αποτύχει να το βρουν. Και δεν είναι μόνο τα αποτελέσματα του Webb αυτά που υποδηλώνουν πως κάτι λείπει από την κατανόησή μας για τη σταθερά alpha. Μια πρόσφατη ανάλυση από τον μοναδικό γνωστό φυσικό πυρηνικό αντιδραστήρα, ο οποίος ήταν ενεργός πριν περίπου δύο δισεκατομμύρια χρόνια, στο μέρος που σήμερα είναι γνωστό ως Oklo στην Gabon, επίσης υποδηλώνει ότι έχει αλλάξει κάτι που αφορά στην αλληλεπίδραση του φωτός με τη μάζα.

Η αναλογία ορισμένων ραδιενεργών ισοτόπων που παράγονται μέσα σε έναν τέτοιο αντιδραστήρα εξαρτάται από την alpha, και η μελέτη των προϊόντων της σχάσης που έχουν απομείνει στο έδαφος του Oklo παρέχει έναν τρόπο για να υπολογίσουμε την τιμή της σταθεράς τη στιγμή που είχαν σχηματιστεί. Με τη χρήση αυτής της μεθόδου, ο Steve Lamoreaux και οι συνεργάτες του στο Εθνικό Εργαστήριο του Los Alamos στο Νέο Μεξικό προτείνουν ότι η alpha ίσως έχει μειωθεί σε ποσοστό μεγαλύτερο από 4 τοις εκατό από τη στιγμή που είχε ξεκινήσει ο αντιδραστήρας στο Oklo.

Υπάρχουν και εκείνοι που υποστηρίζουν την αντίθετη άποψη, δηλαδή ότι δεν έχει υπάρξει κάποια αλλαγή στην alpha. Ο Patrick Petitjean, αστρονόμος στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής στο Παρίσι, ήταν επικεφαλής σε μια ομάδα που ανέλυσε φως από Κβάζαρ το οποίο είχε φτάσει στο πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο της Χιλής (VLT) και δεν βρήκε κανένα στοιχείο που να υποστηρίζει την αλλαγή της alpha. Αλλά ο Webb, που δε μελετά τις μετρήσεις του VLT, λέει ότι απαιτείται πιο περίπλοκη ανάλυση από εκείνη που έγινε από την ομάδα του Petitjean. Η ομάδα του εργάζεται πάνω σ' αυτό αυτή τη στιγμή, και ίσως αυτό είναι μια ευκαιρία για να λυθεί η παρατηρούμενη ανωμαλία.

Είναι δύσκολο να πούμε πόσο χρόνο θα χρειαστεί, λέει το μέλος της ομάδας του Webb, o Michael Murphy του Πανεπιστημίου του Cambridge. Όσο περισσότερο ερευνούμε αυτά τα νέα στοιχεία, όλο και περισσότερες δυσκολίες συναντούμε. Αλλά όποια κι αν είναι η απάντηση, η έρευνα θα έχει την αξία της. Μια ανάλυση του τρόπου που το φως περνάει μέσα από απομακρυσμένα μοριακά νέφη θα μπορούσε να αποκαλύψει πολλά σχετικά με το πώς είχαν παραχθεί τα στοιχεία στις απαρχές της ιστορίας του σύμπαντος.