Физические константы оказались не постоянны

Мы привыкли свято верить в то, что так называемые фундаментальные физические величины – скорость света, гравитационная постоянная и масса электрона – всегда и везде остаются неизменными. Если бы они отклонились от своего нынешнего значения, Вселенная выглядела бы совсем иначе, и ни человека, ни вообще жизни не было бы и быть не могло. Но представьте себе, что эти константы – а вместе с ними и законы физики – вовсе не так стабильны, как это считается, и постепенно меняются с течением времени. Вопрос о том, какие последствия это могло бы иметь, уже давно обсуждается учеными-теоретиками, однако лишь совсем недавно их идеи как будто стали подтверждаться результатами конкретных измерений.

Надо заметить, что, даже если значения фундаментальных констант в самом деле претерпевают изменение, зафиксировать его обычно бывает невозможно хотя бы в силу того, что инструменты, используемые в измерениях, сами подвержены влиянию времени. Так, например, если размер атомов почему-либо возрастет, то атомы, из которых состоит измерительный прибор, вырастут в той же самой степени и заметить аномалию будет невозможно.

Существуют, однако, и безразмерные константы, на которые сказанное не распространяется. Неслучайно поэтому, что первый прорыв в изучении непостоянства фундаментальных постоянных был достигнут как раз применительно к такого рода константе: оказалось, что отношение массы электрона к массе протона за последние 12 млрд лет изменилось на 0,002%.

И вот новое сенсационное открытие в этой области. Как показали измерения, проведенные в Лундской обсерватории (Швеция) профессором Свенериком Юханссоном и его аспиранткой Марией Альдениус в сотрудничестве с английским физиком Майклом Мерфи (Кембридж), другая безразмерная константа, так называемая постоянная тонкой структуры, тоже меняется со временем. Эта величина, образуемая из комбинации скорости света в вакууме, элементарного электрического заряда и постоянной Планка, представляет собой важный параметр, характеризующий силу электромагнитного взаимодействия, держащую вместе частицы атома.

Чтобы понять, варьирует ли постоянная тонкой структуры с течением времени, ученые сравнили свет, идущий от далеких квазаров – сверхярких объектов, расположенных на расстоянии в миллиарды световых лет от Земли, – с данными лабораторных измерений. Когда испускаемый квазарами свет проходит сквозь облака космического газа, образуется непрерывный спектр с темными линиями, показывающими, как различные химические элементы, из которых состоит газ, поглощают свет. Изучив систематические сдвиги в позиции линий и сопоставив их с результатами лабораторных экспериментов, исследователи пришли к выводу, что искомая константа претерпевает изменения. Простому обывателю они могут показаться не слишком значительными: всего какие-то миллионные доли процента за 6 млрд лет, но в точных науках, как известно, мелочей не бывает.

"Наши знания о Вселенной отличаются неполнотой во многих отношениях, – говорит профессор Юханссон. – Остается неизвестным, из чего состоит 90% материи во Вселенной – так называемая "темная материя". Существуют разные теории того, что произошло после Большого взрыва. Поэтому новые знания всегда оказываются очень кстати, даже если они не согласуются с нынешней концепцией мироздания".