Спирт помог астрономам спасти теорию относительности Эйнштейна

Молекулы метилового спирта в древней галактике, удаленной от нас на 7 миллиардов световых лет, помогли астрофизикам выяснить, что протоны и электроны не отличались по своим свойствам от современных частиц, что спасает общую теорию относительности от ревизии.

Альберт Эйнштейн. Фото с сайта  guardian

Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

Считается, что ранняя Вселенная не была похожа по своим физическим свойствам на ее современное состояние. В частности, до определенного момента времени Вселенная расширялась с постоянной скоростью, а через 5 миллиардов лет после Большого взрыва она начала расширяться с ускорением. Астрономы пытаются выяснить причины этих различий, сравнивая значения некоторых фундаментальных констант для современной и древней Вселенной.

Группа астрофизиков под руководством Вима Юбахса (Wim Ubachs) из Амстердамского университета (Нидерланды) определила значение одной из таких констант — соотношения массы электрона и протона ("мю"), изучив спектр излучения квазара PKS 1830-211, пролетающего через древнюю галактику в созвездии Стрельца.

Как объясняют ученые, во время своего путешествия к Земле свет квазара, удаленного от нас на 11,1 миллиарда световых лет, сталкивается с молекулами газа в этой галактике. Благодаря этому спектр и другие свойства его излучения меняются, сохраняя в себе "следы" молекул, через скопления которых прошли лучи квазара.

Внимание Юбахса и его коллег привлекли линии в спектре квазара, соответствующие молекулам примитивного спирта метанола (СН3ОН). В своих предыдущих работах астрофизики выяснили, что спектр метанола, по сравнению с другими "космическими" молекулами, должен больше всего отличаться от его текущего рисунка в том случае, если значение "мю" было иным в далеком прошлом Вселенной.

Ученые воспользовались этим шансом и измерили соотношение масс элементарных частиц по линиям метанола в спектре PKS 1830-211. Юбахсу и его коллегам удалось выделить четыре линии метанола в спектре квазара и сравнить их характеристики со спектром молекул спирта в их лаборатории.

Оказалось, что значения "мю" для современной и древней Вселенной практически не различались. По расчетам астрофизиков, разница в их значениях не превышает одной десятимиллионной доли (10 в минус 7 степени). Как считают исследователи, это позволяет говорить о том, что соотношение массы электрона и протона по сути не изменилось за последние семь миллиардов лет.

"Если бы мы заметили какие-либо различия в значениях фундаментальной константы, то тогда бы нам стало понятно, что наше понимание основ физики является неверным. В частности, подобное открытие нарушало бы ключевое положение общей теории относительности Эйнштейна — принцип эквивалентности сил гравитации и инерции", — заключает один из авторов статьи Карл Ментен (Karl Menten) из Института радиоастрономии Общества Макса Планка в Бонне (Германия).