Метанол за последние 7,5 млрд лет ничуть не изменился

Метанол за последние 7,5 млрд лет ничуть не изменился

Учёные из Института фундаментальных исследований материи (Нидерланды) под руководством Вима Юбахса (Wim Ubachs) при помощи космического спирта выявили, что, вопреки ряду физических теорий, некоторые константы взаимодействия на протяжении истории Вселенной не подвергались заметным изменениям.

Масса протона в 1 836,152672 раза больше, чем масса электрона. Это соотношение, а с ним и структура всего молекулярного материала оставались такими по меньшей мере последние 7,5 млрд лет. Отклонения от этой цифры не превышали одной стотысячной процента.

Чтобы выяснить это, команде г-на Юбахса пришлось изучить космический метанол за пределами Млечного Пути с помощью Эффельсбергского радиотелескопа, расположенного в Германии. Названное химическое соединение в этом смысле намного предпочтительнее повсеместно распространённого водорода, на котором это соотношение просто сложнее отследить.

Метанол — простейший спирт, который довольно чувствителен к изменениям в соотношении масс электрона и протона. Даже малое отклонение от нынешнего значения может повлиять на структуру этой сравнительно простой молекулы и, следовательно, изменить спектр её поглощения. Поскольку метанола в космосе много и регистрируют его как в нашей Галактике, так и за её пределами, сравнение «старого» и «нового» метилового спирта представляет собой, по мнению учёного, самый точный способ сопоставить соотношение масс электрона и протона «в древности» и сегодня.

Для получения максимально ясной картины применялся также массив радиотелескопов ALMA (Чили), и тут выяснилось необычное: радиоизлучение от источников (обычно блазаров), которые «подсвечивают» нам следы метанола в далёком космосе, пройдя через это вещество, меняет отдельные параметры, в том числе направление своего движения. Более того, на эффективность поглощения радиоизлучения «старым» метанолом действует химический состав облака, в котором он обнаруживается. Учтя всё эти поправки, группа Вима Юбахса добилась беспрецедентной точности в оценках неизменности спектральных линий метилового спирта за последние 7,5 млрд лет.

Что это даёт? Соотношение масс этих двух частиц вовсе не обязательно должно быть фиксированным во времени; в принципе, оно может медленно меняться в ответ на перемены в константе связи сильного и электромагнитного взаимодействия. Если бы такие изменения происходили, не только спектры поглощения, но и сама химия процессов древней Вселенной могла бы заметно отличаться от того, что есть сейчас, и это искажало бы в глазах астрономов картину ранней Вселенной.

Следовательно, измерение соотношения масс протона и электрона косвенно подтверждает отсутствие такой неоднозначности в астронаблюдениях и нынешней космологической картине.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review Letters.

Подготовлено по материалам Phys.Org.