Credit: NASA
Het wordt de fijnstructuurconstante α genoemd, de fundamentele constante die de sterkte van de elektromagnetische wisselwerking bepaalt en die ooit door de beroemde natuurkundige Richard Feynman werd omschreven als ‘een van de grootste verdomde mysteries van de natuurkunde’. Op aarde wordt al decennia getracht om de waarde van α zo goed mogelijk te meten en de meest recente meting geeft aan dat de constante 1/137,035999084 is (het is een dimensieloze grootheid). Maar heeft α overal in het heelal dezelfde waarde en is ‘ie ook constant in tijd? Die vraag houdt de natuurkundigen zich bezig en dat komt mede omdat een niet constante fijnstructuurconstante zou kunnen duiden op Nieuwe Fysica, op fysica die verder gaat dan het huidige Standaardmodel van deeltjes en natuurkrachten. Eén van de manieren om α te meten is door te kijken nara de absorptielijnen in de spectra van sterren zoals de zon. Hieronder zie je het spectrum van de zon en je ziet overal van die zwarte lijnen, dat absorptielijnen zijn als bepaalde elementen in de atmosfeer van de zon het licht tegenhouden.
Credit: N.A. Sharp / KPNO / NOIRLab / NSO / NSF / AURA, CC BY
Wat Michael T. Murphy (Swinburne University of Technology) en z’n collega’s deden was kijken naar zestien sterren die heel sterk lijken op de zon, zestien tweelingzonnen zo worden ze ook wel genoemd. Met het HARPS-instrument verbonden aan de 3,6 meter ESO telescoop in Chili konden ze van die 16 sterren zeer uitgebreide spectra maken en die hebben ze bestudeerd en vergeleken met het spectrum van de zon. En wat blijkt: α is in de zon en de 16 tweelingzonnen tot een nauwkeurigheid van 1 op 50 miljard exact hetzelfde. Het was de meest nauwkeurige meting van α ooit gemaakt. Het betrof hier 16 nabije sterren, die niet verder weg stonden dan 160 lichtjaar. Komende tijd willen ze ook verderweg staande tweelingzonnen bestuderen en dan hopen ze ook de invloed van de donkere materie te kunnen meten, een invloed die mogelijk gevolgen heeft voor de waarde van α.
Meer informatie vind je in het artikel van Michael T. Murphy et al, A limit on variations in the fine-structure constant from spectra of nearby Sun-like stars, Science (2022).
Bron: Phys.org.
“…en dan hopen ze ook de invloed van de donkere materie te kunnen meten, een invloed die mogelijk gevolgen heeft voor de waarde van α.”
Maar met de aanname dat de concentratie DM hoger is naarmate zo’n ster dichterbij het galactisch centrum staat. Ik betwijfel dat.