Är universum speciellt anpassad för oss trots allt?

En oerhörd upptäckt

Den sista augusti publicerade tidskriften Economist en artikel om en vetenskaplig upptäckt som, om den är korrekt, måste anses oerhörd. Originalartikeln med titeln ”Ye cannae change the laws of physics – or can you?” finns här http://www.economist.com/node/16930866

Det hela handlar om den så kallade finstrukturkonstanten α (alfa). Finstrukturkonstanten är en kombination av naturkonstanter som har betydelse för detaljerna i atomers struktur. Det fina med den är att den är dimensionslös, det vill säga att alla enheter innehållande längd, vikt, laddning etc. tar ut varandra så resultatet blir bara ett tal oberoende av vilka enheter man har använt (meter, fot, ljusår, kg, pund etc.). Värdet på α brukar anges som ett bråk och det är ungefär 1/137. Läs gärna mer om finstrukturkonstanten på Wikipedia : http://sv.wikipedia.org/wiki/Finstrukturkonstanten

I α ingår en rad oerhört viktiga naturkonstanter såsom elektronladdning, ljushastigheten och Plancks konstant mm.

En av de fundamentala antagandena i kosmologin och därmed i hela fysiken är den kosmologiska principen. Den säger att universum är likadant överallt. Detta är, som sagt, ett rent antagande – ingen vet om det stämmer. Men så långt har det visat sig vara en extremt användbar princip. I själva verket har det använts i astronomin flera gånger när man först felaktigt antog att det lokala universum såg annorlunda ut än omgivningen (exempelvis att Vintergatan var en exceptionellt stor galax) men det har ständigt visat sig felaktigt. En ”lokal variant” på den kosmologiska principen är annars den kopernikanska – att vi inte bebor någon speciell plats i universum vilket ju Kopernikus tydligt visade när han påpekade att jorden var en planet bland andra och ej i solsystemets mitt. Det finns ytterligare en princip i sammanhanget som kan sägas gå i motsatt riktning, den antropiska. Den antropiska principen, som ännu så länge får betraktas som en lös hypotes och långt mindre etablerad än de andra två, utsäger att vi bebor ett Universum som är lämpligt för liv och att det därför inte är så konstigt att universum förefaller anpassat för oss (annars funnes vi ju inte här!). Både den kopernikanska och den antropiska principen omnämns i vår bok.

Nu till artikeln. Finstrukturkonstanten kan, med spektroskopiska metoder, mätas med närmast osannolik precision och det är precis vad som är gjort i den omtalade artikeln. Författarna har mätt den med en precision på ungefär en milliontedel. Det låter kanske inte så imponerande, en ppm mäter vi ju lätt i labbet. Jovisst, men de här objekten ligger 1 miljard ljusår bort! Egentligen är det galaxer och moln som ligger emellan universums ljusstarkaste objekt, kvasarer (materialslukande svarta hål i galaxernas mitt, och oss som man har mätt på.

Det visar sig att α tycks variera lite, lite grand (ungefär en hundratusendel).  Det här har man faktiskt varit lite på spåren ett tag. Redan tidigare har man gjort mätningar som har antytt att α ska ha varierat lite i tiden, alltså att värdet var lägre ”förr” (när man tittar ut i rymden så ser man ju automatiskt tillbaka i tiden eftersom ljuset därifrån har varit på väg länge). Redan 2006 var några lundastronomer inblandade i detta, läs :

http://www.esa.int/esaCP/SEMATPEFWOE_Sweden_0.html

Detta var förstås i sig ytterst märkligt och anmärkningsvärt. Men, förutom att resultaten var lite kontroversiella, så var det ändå inte riktigt så märkvärdigt. Att vi (och alla andra!) lever vid en speciell tidpunkt i universums historia har vetat länge, det är ju det som är Big Bang-teorins hela kärna. Att universum utvecklas ser vi runt omkring oss även på jorden – halten Uran av typen 235 (den klyvbara) sjunker ständigt, om några miljarder år finns inget kvar [kanske det är därför miljörelsen inte anser kärnkraft som en långsiktigt hållbar energikälla!] Hur alfas variation går till vet dock ingen, vilken eller vilka av de naturkonstanter som ingår i alfa som varierar.

Men nu till föreliggande publikation. Vad dessa astronomer har upptäckt är att alfa är olika i olika riktningar i universum. Detta är sprängstoff! För första gången har vi en antydan om ett solklart brott på de kosmologiska och kopernikanska principerna. Man har ju nämligen länge vetat att om alfa (och därmed i det ingående naturkonstanter) skiljer sig med bara några procent ifrån det nuvarande värdet så skulle inga stjärnor kunna ha bildats (och knappast något liv). Därmed kan sägas ATT vi bebor en särskild plats i universum. Vad detta betyder för fysiken och astronomin är ännu svårt att greppa men jag skulle säga mycket stort och definitivt med stor återverkan även på biologin. Jag tror inte att jag överdriver om jag säger att denna upptäckt är i klass med upptäckt av liv på andra världar.

Alla dessa konsekvenser bygger förstås på att resultaten är korrekta. Jag känner inte till forskarna bakom publikationen, det hela är en rent angosaxisk historia med australiensare och engelsmän bakom. Men upptäckten är ingen slump, de har jobbat med ämnet i ett decennium och de har använt sig av världens främsta teleskop, det amerikanska Keck och nu sist, där de avgörande upptäckterna gjordes, det europeiska Very Large Telescope i Chile (som ju Sverige är med på ett litet hörn – kul!).  Astronomiska resultat brukar hålla hög klass och de sensationella resultat som har kommit på senare tid, senast den om universums expandera expansion för ett drygt decennium sedan, har alla visat sig hålla måttet. De föreliggande resultaten är nog ganska lätta att verifiera och någon eller några av författarna kan sannolikt se fram emot ett nobelpris ganska nära i tiden.

Intressant att the Economist är den tidskrift som har fångat upp detta och korrekt satt den högst upp i sitt veckobrev. Men framgång är ingen slump. Jag har inte sett den någon annan stans.

Vår bok har redan skrivits om (visserligen bara några rader) med anledning av nya resultat. Detta skulle definitivt ha renderat ytterligare ett antal rader. Det händer mycket och fort nu…. Tur att vi har skrivit färdigt!

Det är en händelse som ser ut som en tanke att förstaförfattaren heter Webb i efternamn…

Det här inlägget postades i Rymden. Bokmärk permalänken.

Lämna ett svar

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *

*

Följande HTML-taggar och attribut är tillåtna: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>