Há um número no Universo que nós humanos chamamos de alfa - ou a estrutura fina é constante. Se o valor de alfa fosse um pouco diferente, o Universo como o conhecemos não existiria - você, eu e todos na Terra não estaríamos aqui. Alguns físicos relataram recentemente que o valor do alfa tem mudado lentamente desde o Big Bang. Outros, incluindo Jeffrey Newman, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, têm boas evidências de que o alfa permaneceu inalterado por pelo menos 7 bilhões de anos.
Ouça a entrevista: Alfa, ainda constante após todos esses anos (3,3 MB)
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Fraser Cain: Você pode me dar a cartilha sobre Alpha?
Jeffery Newman: Então Alpha é uma das constantes que descreve a força de uma força fundamental; existem 4 forças fundamentais: eletromagnetismo, força fraca, força e gravidade fortes e Alpha basicamente determina a força da força eletromagnética em comparação com as outras 4. Como tal, é uma parte muito básica da teoria quântica de como essas forças funcionam e como eles escalam com energia (e) como eles escalam com o tempo no universo.
Fraser: O que no universo depende disso; como o universo seria diferente se Alpha fosse diferente?
Newman: Porque Alpha determina a força da força eletromagnética; essa é a força que mantém os átomos juntos; essa é a força que faz com que as coisas interajam com a luz. Portanto, se a força (Alfa) tivesse uma força diferente, os átomos também não se uniriam, ou eles poderiam se unir muito fortemente para permitir interações químicas. Além disso, se luz e átomos não interagissem muito bem, seria muito difícil ver, por exemplo, como fazemos. É essencial para a nossa vida. Por ser tão fundamental, há ramificações em todo o lugar que você nem esperaria que possam ter efeitos em quase todas as interações em que um átomo passa ou em como ele é estruturado.
Fraser: De onde veio a previsão de que o Alpha deve permanecer constante desde o Big Bang? Por que isso foi aberto a especulações?
Newman: Em geral, era esperado que fosse uma constante universal do universo. De fato, havia previsões de que não era apenas uma constante, mas uma constante muito simples que seria um número inteiro; o que quer que seja 136 ou o que seja 137. Por um tempo foi considerado o valor; não um 137.1, mas um 137 mesmo. Isso acabou sendo numerologia; não era verdade, mas é um valor que surge do nada, mas é uma parte fundamental do modelo padrão da física de partículas e todos os outros valores padrão da física de partículas são coisas como a massa de um elétron, o básico coisa. Esperaríamos que houvesse números que descrevessem o universo como um todo e, se descrevessem o universo como um todo, deveriam descrever que deveriam descrevê-lo a qualquer momento ou lugar. Somente nos últimos 20 anos ou mais, quando houveram teorias de unificação, que prevêem muitas dimensões extras; existem teorias que também predizem que as constantes do universo, tal como as percebemos, são influenciadas pela presença dessas dimensões extras e ao longo do tempo ou no espaço, os valores dessas constantes podem realmente mudar devido aos graus extras de liberdade fornecidos por essas dimensões. Hoje, as teorias da energia escura também podem prever mudanças no Alpha ao longo do tempo.
Fraser: Agora eu havia relatado, uma semana antes da sua história, que alguns pesquisadores australianos descobriram que o Alpha estava mudando, o que eu acho que foi um grande anúncio. Você sabe que pesquisa eles fizeram para determinar que havia mudado?
Newman: Então eles estão usando - novamente um método astrofísico; tentando olhar para observações de objetos muito distantes, no fundo do passado; no universo distante, e tentou usar essas observações para observar quantidades que deveriam depender de Alfa; no caso deles, eles estão olhando para os comprimentos de onda da luz que são absorvidos por gases entre nós e quasares que são objetos muito brilhantes, muito distantes. Eles têm um método que tentou usar vários tipos diferentes de elementos para se equilibrar, tentando obter o máximo de sensibilidade possível para o Alpha, mas, por ser um método complicado, exige muitos cálculos complicados. É certamente um método mais complicado do que o que tentamos. Tentamos manter as coisas simples. Portanto, existem alguns grupos que usaram o mesmo método e alguns deles encontraram alterações no Alpha e alguns deles não encontraram nenhuma alteração no Alpha com o método que o grupo australiano está usando.
Fraser: Qual foi o método que você usou?
Newman: Não estamos olhando para quasares, nem para os objetos mais brilhantes, mas para galáxias mais abundantes. Para que possamos olhar para um número maior de objetos. E acontece que estamos olhando para um conjunto simples e simples de medidas, conjunto de comprimentos de onda; transições em átomos que podemos usar para medir alfa. Depende de maneira muito direta do valor do Alpha ao longo do tempo; portanto, ao fazer uma medição bastante simples, conseguimos estabelecer uma restrição sobre como o Alpha poderia evoluir sem precisar nos preocupar com muita física atômica e física nuclear, mas apenas a coisa mais simples que podemos fazer. Alfa é chamada de constante de estrutura fina, e na verdade estávamos medindo a força de uma transição de estrutura fina em átomos de oxigênio.
Fraser: Qual é a precisão dos cálculos que você está elaborando?
Newman: A precisão é principalmente limitada apenas pelo número de objetos que temos no DEEPTWO Redshift Survey; o conjunto de dados que usamos para fazer isso. Agora, dos 50.000 objetos da pesquisa, temos cerca de 500 que podemos usar para este teste. Isso nos dá uma precisão de aproximadamente uma parte em 30.000 no valor de Alpha.
Fraser: Como me lembro dos australianos, ele (Alpha) mudou em 1 em 100.000 ou algo assim?
Newman: Sim, então ainda não podemos descartar suas medidas. É modestamente discrepante neste momento. Nenhum cientista analisaria esses valores e diria que um exclui o outro porque sua precisão nominal é alta. A questão é: poderia haver algo sistematicamente errado com a medição; poderia haver algo de errado com essa técnica? Dado que grupos diferentes obtiveram valores diferentes, é provável que algo esteja errado com um ou outro grupo; ou o grupo que define uma alteração em Alfa ou o grupo que não. Ainda não podemos descartar isso, mas com uma amostra maior, usando nosso método simples, podemos fazer uma determinação.
Fraser: O que seria necessário para você ser capaz de chegar a uma resposta conclusiva para ambos; os trocadores e as pessoas estáticas chegam a um acordo?
Newman: Eu acho que mais dados provenientes de nós certamente ajudariam, porque atualmente somos capazes de mostrar que não estamos limitados por qualquer tipo de erro sistemático ou incerteza sistemática no que estamos fazendo. Estamos limitados apenas por erros aleatórios e erros aleatórios; você pode melhorar se tiver uma amostra maior. As outras técnicas, os outros grupos, também estão tentando obter mais dados para reduzir seus erros e fazer medições de dois tipos diferentes para ver se conseguem respostas consistentes, não apenas com esta versão mais complexa do método de olhando para quasares, mas agora eles estão dando um passo atrás e tentando usar um método um pouco mais simples disso também. Portanto, esperamos que eles convergam e tentem chegar a uma resposta comum assim que seus conjuntos de dados chegarem.
Fraser: Certo. Digamos que você esteja errado e que (Alpha) tenha mudado ao longo do tempo, o que isso poderia significar para o futuro do universo? Se isso continuar.
Newman: Portanto, as mudanças encontradas são relativamente lentas; mesmo os grupos que encontram mudanças significativas e as mudanças encontradas devem ficar cada vez mais lentas com o passar do tempo. A maioria das previsões é que, se Alfa mudar, isso mudará principalmente nos primeiros segundos do universo. Apenas fica mais lento e mais lento e mais lento depois disso. Portanto, um efeito secundário no final, se estiver mudando muito lentamente, as estrelas queimarão antes de mudar o suficiente para afetar a química e as interações dos átomos.
