은하와 우주의 진화를 나타내는 천문학 자 팀의 관찰에 따르면 원자가 방출하는 빛의 색과 모든 화학적 상호 작용에 영향을 미치는 기본 수치는 70 억 년 이상 바뀌지 않았습니다.
결과는 미국 물리 학회 (APS) 연례 회의에서 오늘 천문학자인 제프리 뉴먼 (Jeffrey Newman), 버클리 캘리포니아 대학이 이끄는 협업으로 DEEP2를 대표하는 로렌스 버클리 국립 연구소의 허블 연구원으로보고되고있다. UC Santa Cruz 등이 있습니다. 뉴먼은 오후 1시에 DEEP2 프로젝트에 대한 데이터와 업데이트를 발표하고 있습니다. 플로리다 주 탬파에있는 메리어트 워터 사이드 호텔에서 열린 EDT 기자 회견
물리에서 중심적인 역할을하는 소수의 순수한 숫자 중 하나 인 미세 구조 상수는 전자기파의 방출, 즉 빛에 의한 원자를 포함하는 전기와 자기를 포함한 거의 모든 방정식에서 나타납니다. 그러나 근본적인 특성에도 불구하고 일부 이론가들은 우주 핵이 노화함에 따라 미묘하게 변화하며, 원자핵과 그 주위에서 윙윙 거리는 전자 사이의 인력 변화를 반영한다고 제안했다.
지난 몇 년간 호주의 천문학 자 그룹은 빛이 은하를 더 가까이 통과 할 때 먼 퀘이사로부터의 빛 흡수 측정에 기초하여 우주의 수명 기간 동안 약 10 만분의 1까지 상수가 증가했다고보고했습니다. 우리에게. 그러나 다른 천문학 자들은 동일한 기술을 사용하여 그러한 변화를 발견하지 못했습니다.
DEEP2 설문 조사 팀의 새로운 관측은보다 직접적인 방법을 사용하여 상수의 독립적 측정을 제공하고 30,000에서 한 부분 내에서 변화를 보이지 않습니다.
“정밀한 구조 상수는 전자기력의 강도를 설정하는데, 이는 원자가 서로 어떻게 결합하고 원자 내의 에너지 수준에 영향을 미칩니다. 어느 정도는 원자로 구성된 모든 보통 물질의 규모를 설정하는 데 도움이되고있다”고 Newman은 말했다. "이 결과는 이론가들이 왜 그렇게 많이 변할 것인지에 대한 설명을 찾을 필요가 없다는 것을 의미합니다."
그리스 문자 알파로 지정된 미세 구조 상수는 일부 이론에서 우주 시간에 따라 변할 수있는 자연의 다른“상수”비율입니다. 전자의 전하의 제곱을 빛의 속도를 플랑크의 상수로 곱한 속도로 나눈 것과 마찬가지로 최근의 이론에 따르면 시간의 경과에 따라 빛의 속도가 변한 경우에만 알파가 변할 것입니다. 뉴먼은 일부 암흑 에너지 또는 대 통일 이론, 특히 우리가 잘 알고있는 4 개의 공간과 시간을 넘어서 많은 추가 차원을 필요로하는 이론은 미세 구조 상수의 점진적인 진화를 예측한다고 말했다.
DEEP2는 우주가 확장됨에 따라 빛이 원래 파장의 거의 두 배로 늘어나거나 적색 편이 된 7 ~ 8 억 광년 이상 떨어진 은하에 대한 5 년간의 조사입니다. 국립 과학 재단 (National Science Foundation)의 지원을받는 공동 프로젝트는 미세 구조 상수의 변화를 찾도록 설계되지 않았지만, 지금까지 관찰 된 4 만 개의 은하 중 일부가 그러한 목적에 도움이된다는 것이 분명 해졌다.
UC Berkeley의 천문학과 물리학과 교수 인 Marc Davis는“이 거대한 조사에서 데이터의 일부가 Jeff의 질문에 답하기에 완벽한 것 같습니다. "이 설문 조사는 실제로 일반적인 목적으로 사용되며 백만 번 사용됩니다."
몇 년 전, Institute for Advanced Study의 천문학 자 존 바콜 (John Bahcall)은 미세 구조 상수의 변화를 찾기 위해 먼 은하에서 방출 선을 측정하는 것이 흡수선을 측정하는 것보다 더 직접적이며 오류가 적은 경향이 있다고 지적했다. 뉴먼은 산소 방출 선을 포함하는 DEEP2 은하가 모든 변화의 정확한 측정에 완벽하게 적합하다는 것을 빨리 깨달았습니다.
뉴먼 교수는“흡수선이 모순되기 시작하면서 모순 된 결과가 나타 났을 때, 우리는 이러한 높은 적색 편이 은하를 모두 가지고 있기 때문에 흡수선이 아닌 시료 내에서 방출 선으로 무언가를 할 수 있다는 생각을 가졌다”고 말했다. 미세 구조 상수가 변하면 방출 라인은 매우 약간 다를 것이다”고 말했다.
DEEP2 데이터를 통해 Newman과 그의 동료들은 이온화 된 산소 (OIII, 즉 두 전자를 잃은 산소)의 방출 선 파장을 5,000 옹스트롬에서 0.01 옹스트롬보다 높은 정밀도로 측정 할 수있었습니다. 수소 원자의 폭에 관한 옹스트롬은 10 나노 미터에 해당한다.
"이것은 행성을 찾으려고 노력하는 사람들에 의해서만 능가하는 정밀도"라고 행성이 별을 잡아 당기면서 별에서 희미한 흔들림이 감지되는 것을 언급했다.
DEEP2 팀은 약 0.4 (약 40 억년 전)의 적색 편이에서 0.8 (약 70 억년 전)까지 다양한 거리 또는 적색 편이에서 300 개의 개별 은하에 대한 2 개의 OIII 방출 선의 파장을 비교했다. 측정 된 미세 구조 상수는 오늘날의 값 (약 1/137)과 다르지 않았습니다. 이 4 십억 년 동안 알파의 가치는 상승 또는 하강 경향이 없었습니다.
Newman은“우리의 널 (null) 결과는 가장 정확한 측정이 아니라보다 정확한 결과를 제공하는 다른 방법 (흡수 라인을 보는)은 다른 사람들이 다른 방법으로 다른 결과를 도출하게하는 체계적인 오류를 포함합니다.
뉴먼은 또한 APS 회의에서 DEEP2 조사에서 데이터의 첫 번째 시즌 (2002) 공개 공개를 발표했는데, 이는 팀이 조사하고자하는 50,000 개의 먼 은하 중 10 %를 나타냅니다. DEEP2는 하와이의 eck II 망원경에서 DEIMOS 분광기를 사용하여 이러한 먼 은하의 적색 편이, 밝기 및 색 스펙트럼을 기록합니다. 현재 80 % 이상이 완료된이 설문 조사는 2007 년까지 전체 데이터 릴리스와 함께 올 여름에 관측을 완료해야합니다.
뉴먼은“이것은 실제로 은하가 어떻게 진화했는지와 시간이 지남에 따라 우주가 어떻게 진화했는지를 제한하기위한 독특한 데이터 세트”라고 말했다. “Sloan Digital Sky Survey는 지난 2-3 억 년을 되돌아 보면서 0.2에 대한 적색 편이를 측정하고 있습니다. 우리는 실제로 적색 편이 0.7에서 시작하여 우주가 오늘날의 절반보다 오래된 70-80 억년 전인 0.8 또는 0.9에서 최고점을 얻었습니다.”
이 조사는 또한 우주에 스며 들어 우주의 팽창을 가속화시키는 것으로 보이는 신비한 에너지 인 암흑 에너지의 성질을 밝힐 수있는 측정을 완료했습니다. 이 팀은 현재 이론적 예측을 새로운 DEEP2 측정과 비교하기 위해 다양한 암흑 에너지 이론을 모델링하고 있습니다.
Davis가 설명했듯이 현재 우주의 모든 에너지의 70 %로 추정되는 암흑 에너지의 양은 은하와 은하의 진화를 결정합니다. 먼 공간의 작은 그룹과 거대한 은하단의 수를 적색 편이와 질량의 함수로 계산함으로써, 우주가 현재까지 확장 된 양을 측정 할 수 있으며, 이는 자연에 달려있다 어두운 에너지.
데이비스는“기본적으로 클러스터 수를 세어 '많이 있습니까, 아니면 몇 개입니까?'라고 묻습니다. “그게 전부입니다. 군집이 거의 없다면 우주가 상당히 확장되었음을 의미합니다. 클러스터가 많으면 우주가 크게 확장되지 않았습니다.”
데이비스는 현재 DEEP2 측정을 가장 간단한 암흑 에너지 이론의 예측과 비교하고 있지만 다른 이론가와 협력하여 더 이국적인 암흑 에너지 이론을 테스트하기를 희망합니다.
데이비스와 함께 일한 천문학과 물리학과 교수 인 UC Berkeley의 이론 물리학자인 Martin White는“실제로 그들이 얻고 자하는 것은 우주가 팽창함에 따라 암흑 에너지 밀도가 어떻게 변하는가이다. “암흑 에너지 밀도가 아인슈타인의 우주 상수라면 이론적으로 예측하면 변화하지 않는다는 것입니다. 성배는 이제 우주적 상수가 아니라 실제로 변화하고 있다는 증거를 얻는 것입니다.”
원본 출처 : UC 버클리
