Теорию Эйнштейна подтвердил спирт
Одна из основных физических констант — отношение массы протона к массе электрона — действительно является постоянной, это подтверждено экспериментально. Изучая спектр молекулы простейшего из спиртов — метанола — европейские исследователи установили, что за 7 млрд лет это отношение изменилось не более, чем на одну стотысячную процента.
О данном исследовании учёные сообщают в журнале Science.
Неизменность отношения масс протона и электрона μ напрямую вытекает из принципа эквивалентности (см. врез), введенного Альбертом Эйнштейном в основы Общей теории относительности. Согласно принципу эквивалентности, разницы между гравитацией и инерцией не существует: находясь в ускоренном лифте, вы никогда не сможете с уверенностью сказать, движется ли он с ускорением или на вас действует дополнительная сила тяжести. С точки зрения классической механики этот принцип мог провозгласить еще и Исаак Ньютон, но когда дело касается фотонов, возникают тонкости, из-за которых некоторые теоретики получают возможность обвинить Эйнштейна в некорректности принципа эквивалентности.
В результате даже спустя почти столетие после создания Общей теории относительности одни физики подвергают ее сомнению, а другие раз за разом доказывают справедливость ее выводов.
Сегодня не существует теории, из которой можно вывести значение константы μ, ее можно только измерить. В экспериментах, проведенных на Земле, ее постоянство доказано, однако остается вероятность того, что в разных местах Вселенной или в разных ее эпохах величина этой константы может оказаться другой. Для того чтобы проверить, что происходит с ней на самом деле, ученые решили воспользоваться спектром молекулы метанола (CH4O, или CH3—OH).
Помимо того что это очень вредная для здоровья молекула, она еще и довольно непростая. Ее гидроксильный радикал OH может вращаться вокруг ядра молекулы CH3 подобно пропеллеру. Спектр молекулы метанола состоит из четырех линий, причем две из них благодаря этому вращению могут в зависимости от величины μсильно сдвигаться по частоте, а на остальные две величина μпрактически никак не влияет (так называемые якорные линии). Когда амстердамские физики выяснили эту особенность метанола в лабораторных условиях, они связались с германскими коллегами и вместе с ними попробовали изучить его спектр, каким он был на другом конце света и в совсем другую эпоху.
Они сосредоточили свое внимание на галактике, отстоящей от нас на семь миллиардов световых лет, которую называют «молекулярной фабрикой», потому что ее просвечивает мощный радиоисточник — квазар PKS 1830-211.
Исследуя спектр излучения квазара, можно по линиям его поглощения изучать спектры молекул этой галактики.
«Для наших целей это был наилучший объект наблюдения», — утверждает один из соавторов статьи, Христиан Хенкель из Института радиоастрономии.
Наблюдение проводилось на расположенном в Германии Эффельсбергском радиотелескопе с декабря 2011-го по апрель 2012 года. Проведя все необходимые вычисления, ученые получили спектр молекул метанола, находившихся в «молекулярной фабрике» семь миллиардов лет назад, и выяснили, что его линии могли сдвинуться не более чем на одну стомиллионную долю процента, то есть не сдвинулись вообще.
Это означало, что отношение массы протона к массе электрона было таким же, каким мы видим его сейчас на Земле.
Таким образом физики в очередной раз подтвердили Общую теорию относительности Эйнштейна. «Любое изменение этой фундаментальной константы означало бы, что мы неверно понимаем самые основы физики», — заявляет Карл Ментен, директор Института радиоастрономии им. Макса Планка.
Источник: http://www.gazeta.ru/science/2012/12/14_a_4891009.shtml
Расскажите о нас друзьям
