עוד בחודש נובמבר פרסמו צוות חוקרים מאוניברסיטת הטכנולוגיה של סווינבורן ואוניברסיטת קיימברידג 'כמה ממצאים מעניינים מאוד על גלקסיה שנמצאת במרחק של 8 מיליארד שנות אור משם. בעזרת הטלסקופ הגדול מאוד של מצפה הכוכבים La Silla (VLT), הם בדקו את האור שמגיע מהחור השחור העל-מסיבי (SMBH) שבמרכזו.
בכך הם הצליחו לקבוע כי האנרגיה האלקטרומגנטית המגיעה מהגלקסיה הרחוקה הזו זהה למה שאנו צופים כאן בנתיב החלב. זה הראה שכוח בסיסי של היקום (אלקטרומגנטיות) קבוע לאורך זמן. וביום שני, ה- 4 בדצמבר, מעקב ה- ESO אחר הממצא ההיסטורי הזה על ידי שחרור קריאות ספקטרום הצבעים של הגלקסיה הרחוקה הזו - המכונה HE 0940-1050.
לסיכום, למרבית הגלקסיות הגדולות ביקום מרכזי SMBH. החורים השחורים הענקיים האלה ידועים בצריכת החומר המקיף את סביבם, ומגרשים בתהליך כמויות אדירות של רדיו, מיקרוגל, אינפרא אדום, אופטי, אולטרה סגול (UV), רנטגן וקרני גאמה. בגלל זה, הם כמה מהאובייקטים הבהירים ביותר ביקום הידוע, והם נראים אפילו ממיליארדי שנות אור משם.
אבל בגלל המרחק שלהם, האנרגיה שהם פולטים חייבים לעבור דרך המדיום הבין-גלקטי, שם הוא בא במגע עם כמות מדהימה של חומר. בעוד שרוב זה מורכב ממימן והליום, יש כמויות עקבות של יסודות אחרים גם כן. אלה סופגים הרבה מהאור שנע בין גלקסיות רחוקות אלינו, וקווי הקליטה שיוצרים יכולים לספר לנו הרבה על סוגי האלמנטים שנמצאים שם בחוץ.
במקביל, לימוד קווי הקליטה המיוצרים על ידי אור העוברים בחלל יכול לספר לנו כמה אור הוסר מספקטרום הקוואר המקורי. באמצעות מכשיר האולטרה סגול ו- Visual Echelle Spectrograph (UVES) שעל סיפון ה- VLT, צוות סווינבורן וקיימברידג 'הצליחו לעשות את זה בדיוק, ובכך התגברו בשיא "טביעות האצבעות של היקום המוקדם".
מה שהם מצאו היה שהאנרגיה שמגיעה מ- HE 0940-1050 הייתה דומה מאוד לזו שנצפתה בגלקסיית שביל החלב. בעיקרון, הם השיגו הוכחה לכך שאנרגיה אלקטרומגנטית עקבית לאורך זמן, דבר שהיה בעבר תעלומה עבור המדענים. כפי שהם קובעים במחקרם שפורסם ב- הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה:
"המודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים אינו שלם מכיוון שהוא אינו יכול להסביר את הערכים של קבועים בסיסיים, או לחזות את התלות שלהם בפרמטרים כמו זמן ומרחב. לפיכך, ללא תיאוריה המסוגלת להסביר נכון את המספרים הללו, ניתן לחקור את קביעותם רק על ידי מדידתם במקומות, זמנים ותנאים שונים. יתר על כן, תיאוריות רבות המנסות לאחד את כוח הכבידה עם שלושת כוחות הטבע האחרים מביאות לקבועים בסיסיים שונים.“
מכיוון שהיא נמצאת במרחק של 8 מיליארד שנות אור, ומערכת קווי הקליטה המתכת החזקה שלה ומתערבת, ומבחינה כי הספקטרום האלקטרומגנטי מוציא על ידי קוואזאר מרכזי 0940-1050 - שלא לדבר על היכולת לתקן את כל האור שנקלט על ידי המדיום הבין-גלקטי המתערב - סיפק הזדמנות ייחודית למדוד במדויק כיצד כוח בסיסי זה יכול להשתנות לאורך תקופה ארוכה מאוד.
נוסף על כך, המידע הספקטרלי שהם השיגו היה במקרה האיכותי ביותר שנצפה אי פעם מקווסר. כפי שהעידו עוד במחקרם:
"השגיאה השיטתית הגדולה ביותר בכל המדידות הדומות (אך אחת) קודמות, כולל הדגימות הגדולות, הייתה עיוותים ארוכי טווח בכיול אורך הגל. אלה יוסיפו שגיאה שיטתית של 2 עמודים לדקה למדידה שלנו ועד? 10 עמודים לדקה למדידות אחרות המשתמשות במעברים Mg ו- Fe. "
עם זאת, הצוות תיקן זאת על ידי השוואה בין ספקטרום ה- UVES לספקטרום מכויל היטב שהתקבל ממהירות הרדיאליות הגבוהה ביותר ל- Planet Searcher (HARPS) - שנמצאת גם במצפה הכוכבים לה סילה. על ידי שילוב קריאות אלה, נותרה להם אי וודאות שיטתית שנותרה רק 0.59 עמודים לדקה, מרווח השגיאה הנמוך ביותר מכל סקר ספקטרוגרפי עד כה.
אלה חדשות מרגשות, ומסיבות נוספות כאלה. מצד אחד, מדידות מדויקות של גלקסיות מרוחקות מאפשרות לנו לבחון כמה מההיבטים הטריקיים ביותר של המודלים הקוסמולוגיים הנוכחיים שלנו. מצד שני, קביעה כי האלקטרומגנטיות מתנהגת באופן עקבי לאורך זמן היא ממצא משמעותי, בעיקר בגלל שהיא אחראית לכל כך הרבה ממה שקורה בחיי היומיום שלנו.
אבל אולי הכי חשוב מכל, ההבנה כיצד כוח בסיסי כמו אלקטרומגנטיות מתנהג לאורך זמן ומרחב, מהותית לדעת כיצד הוא - כמו גם כוח גרעיני חלש וחזק - מתאחד עם כוח הכבידה. גם זה היה עיסוק של מדענים שעדיין אובדי עצות כשמדובר בהסבר כיצד החוקים הנוגעים לאינטראקציות בין חלקיקים (כלומר תיאוריית הקוונטים) מתאחדים עם ההסברים כיצד פועלת כוח הכבידה (כלומר תורת היחסות הכללית).
על ידי מציאת מדידות של אופן פעולתן של כוחות אלה שאינן משתנות עשויה לעזור ביצירת תיאוריית Grand Unifying Theory (GUT). צעד אחד קרוב יותר להבנת באמת כיצד היקום עובד!
