우주에는 인간이 알파라고 부르는 숫자 또는 미세한 구조 상수가 있습니다. 알파의 가치가 조금이라도 다르다면, 우리가 알고있는 우주는 존재하지 않을 것입니다. 여러분, 저와 지구의 모든 사람들은 여기에 없을 것입니다. 일부 물리학 자들은 최근 빅뱅 이후 알파의 가치가 천천히 변하고 있다고보고했다. Lawrence Berkeley National Laboratory의 Jeffrey Newman을 포함한 다른 사람들은 알파가 적어도 70 억 년 동안 변하지 않았다는 좋은 증거를 가지고 있습니다.
인터뷰를 들어보세요 : 알파,이 세월이 지나도 여전히 변함 (3.3 MB)
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프레이저 가인 : 알파에 대한 입문서를 주실 수 있습니까?
Jeffery Newman : 알파는 기본 힘의 강도를 나타내는 상수 중 하나입니다. 전자기력, 약한 힘, 강한 힘과 중력, 알파의 4 가지 기본 힘이 기본적으로 다른 4와 비교하여 전자기 힘의 강도를 결정합니다. 따라서, 이러한 힘의 작용 원리에 대한 양자 이론의 매우 기본적인 부분입니다 그리고 그들이 어떻게 에너지로 확장되는지 (그리고) 우주에서 시간에 따라 어떻게 확장되는지.
프레이저 : 우주에서 무엇이 이것에 의존하는지; 알파가 다르면 우주는 어떻게 다릅니 까?
뉴먼 : 알파가 전자기력의 강도를 결정하기 때문에; 그것이 원자를 묶는 힘입니다. 그것이 물체가 빛과 상호 작용하게하는 힘입니다. 따라서 힘 (알파)의 강도가 다르면 원자가 서로 붙 잡히지 않거나 화학 작용을하기에 너무 강하게 붙잡을 수 있습니다. 또한 빛과 원자가 잘 상호 작용하지 않으면 예를 들어 우리가보기가 매우 어려울 것입니다. 그것은 우리 삶에 필수적입니다. 그것은 매우 근본적이기 때문에, 원자가 겪는 거의 모든 상호 작용이나 원자의 구조에 영향을 줄 수있는 모든 곳에서 파급 효과가 있습니다.
프레이저 : 빅뱅 이후 알파가 일정하게 유지되어야한다는 예측은 어디서 나왔습니까? 왜 이것이 추측에 개방적 이었습니까?
뉴먼 : 일반적으로 그것이 우주의 보편적 인 상수 일 것으로 예상되었습니다. 실제로는 상수 일뿐 아니라 정수일 수있는 매우 간단한 상수라는 예측이있었습니다. 136 또는 137입니다. 잠시 동안 그것은 가치라고 생각되었습니다. 137.1이 아니라 137입니다. 그것은 수비학으로 밝혀졌습니다. 그것은 사실이 아니었지만, 아무데도 나오지 않는 가치이지만, 입자 물리학의 표준 모델의 기본 부분이며 입자 물리학의 다른 모든 표준 값은 전자의 질량과 같은 것입니다. 의회. 우리는 우주 전체를 묘사하는 숫자가있을 것으로 예상하고 만약 그들이 우주 전체를 묘사한다면, 그들은 언제 어디서나 그것을 묘사해야한다고 설명해야합니다. 통일 이론이 있었을 때, 지난 20여 년 동안 만 더 많은 차원을 예측할 수있었습니다. 우리가 우주를 인식 할 때 우주의 상수가 이러한 추가 차원의 존재와 시간 또는 공간에 영향을받는다고 예측하는 이론이 있습니다.이 상수의 값은 이들에 의해 제공되는 여분의 자유도 때문에 실제로 변할 수 있습니다 치수. 오늘날의 어두운 에너지 이론은 또한 시간이 지남에 따라 알파의 변화를 예측할 수 있습니다.
프레이저 : 이제 일주일 전에 호주의 일부 연구원들이 알파가 바뀌고 있다는 사실을 알게 되었기 때문에 꽤 큰 발표라고 생각합니다. 그들이 변했다는 것을 결정하기 위해 어떤 연구를했는지 아십니까?
뉴먼 : 그래서 그들은 다시 천체 물리학 적 방법을 사용하고 있습니다; 과거에 아주 먼 거리의 물체를 관찰하려고 시도했습니다. 먼 우주에서, 그리고 알파에 의존해야하는 양을보기 위해 그러한 관측을 사용하려고했습니다. 그들의 경우에 그들은 우리와 매우 밝은 물체 인 퀘이사 사이의 가스에 의해 흡수되는 빛의 파장을보고 있습니다. 그들은 알파에 가능한 한 많은 감도를 얻으려고 서로 다른 종류의 균형을 잡는 방법을 사용했지만 복잡한 방법이기 때문에 복잡한 계산이 많이 필요합니다. 우리가 시도한 것보다 확실히 더 복잡한 방법입니다. 우리는 일을 단순하게 유지하려고 노력했습니다. 실제로 동일한 방법을 사용하는 일부 그룹이 있으며 그 중 일부는 알파에서 변경 사항을 발견했으며 일부는 호주 그룹이 사용하는 방법으로 알파에서 변경 사항을 발견하지 못했습니다.
프레이저 : 사용한 방법은 무엇입니까?
뉴먼 : 우리는 퀘이사를 보지 않고, 가장 밝은 물체가 아니라 더 풍부한 은하계를보고 있습니다. 따라서 더 많은 수의 객체를 볼 수 있습니다. 그리고 우리는 특정한 간단한 측정 세트, 파장 세트를보고 있음을 알 수 있습니다. 알파를 측정하는 데 사용할 수있는 원자의 전이. 그것은 시간이 지남에 따라 알파의 가치에 매우 직접적인 방식으로 의존하므로, 아주 간단한 측정을 통해 많은 원자 물리와 핵 물리에 대해 걱정할 필요없이 알파가 어떻게 진화 할 수 있는지에 대한 제약을 설정할 수있었습니다. 우리가 할 수있는 가장 간단한 일. 알파는 미세 구조 상수 (Fine Structure Constant)라고하며, 실제로 산소 원자에서 미세 구조 전이의 강도를 측정하고있었습니다.
프레이저 : 계산이 얼마나 정확합니까?
Newman : DEEPTWO Redshift Survey에 포함 된 개체 수에 따라 정밀도가 대부분 제한됩니다. 이전에 사용했던 데이터 세트 이제 설문 조사에서 50,000 개의 개체 중이 테스트에 사용할 수있는 약 500 개가 있습니다. 그것은 우리에게 알파의 가치에 대한 약 30,000의 정밀도를 제공합니다.
프레이저 : 호주인을 기억하기 때문에 10 만분의 1 (Alpha)이 1에서 바뀌 었습니까?
뉴먼 : 네, 아직 측정을 배제 할 수는 없습니다. 이 시점에서 약간의 차이가 있습니다. 어떤 과학자도 이러한 값을보고 공칭 정밀도가 높기 때문에 한 값이 다른 값을 배제한다고 말할 수 없습니다. 문제는 측정에 체계적으로 잘못된 것이있을 수 있다는 것입니다. 해당 기술에 문제가있을 수 있습니까? 그룹마다 다른 가치를 부여 받았을 때 그룹 중 하나에 문제가있을 수 있습니다. 알파 변경을 정의하는 그룹 또는 그렇지 않은 그룹. 아직 배제 할 수는 없지만 간단한 방법을 사용하여 더 큰 표본을 사용하여 결정을 내릴 수 있습니다.
프레이저 : 그렇다면 두 가지 모두에 대한 결정적인 답을 얻을 수 있으려면 무엇이 필요할까요? 체인저와 정적 사람들이 합의에 이르렀습니까
Newman : 현재 더 많은 데이터가 도움이 될 것이라고 생각합니다. 현재 우리는 우리가하는 일에있어 어떤 종류의 체계적 오류나 체계적인 불확실성에 의해 제한되지 않음을 보여줄 수 있기 때문입니다. 우리는 임의의 오류와 임의의 오류에 의해서만 제한되며, 더 큰 표본이 있으면 더 잘 만들 수 있습니다. 다른 기술, 다른 그룹은 또한 오류를 줄이기 위해 더 많은 데이터를 얻으려고 노력하고 있으며, 이보다 복잡한 버전의 방법이 아니라 일관성있는 답변을 얻을 수 있는지 확인하기 위해 서로 다른 두 가지 유형의 측정을 시도합니다. 퀘이사를 살펴 보았지만 이제는 물러나서 조금 더 간단한 방법을 사용하려고합니다. 따라서 데이터 세트가 들어 오면 이들이 수렴하여 일반적인 답변을 얻으려고 노력합니다.
프레이저 : 그렇습니다. 당신이 틀렸고 시간이 지남에 따라 (알파)가 바뀌 었다고 가정 해 봅시다. 이것이 미래의 우주에 어떤 의미가 있습니까? 계속되면
뉴먼 : 발견 된 변화는 비교적 느립니다. 중대한 변화를 발견 한 그룹과 발견 된 변화조차도 시간이 지남에 따라 점점 느려질 것으로 예상됩니다. 대부분의 예측은 알파가 변하면 우주의 첫 번째 초에 대부분 변한다는 것입니다. 그 후에는 느리고 느리고 느려집니다. 결국 이차 효과는 매우 느리게 변하면 별이 화학의 변화와 원자의 상호 작용에 영향을 줄 정도로 변하기 전에 불타 버립니다.
