quasar_model

Misurare l’intensità dell’elettromagnetismo analizzando la luce dei quasar

Grazie ad una serie di osservazioni realizzate mediante tre potenti telescopi ottici terrestri, e cioè il Very Large Telescope in Cile, i telescopi del Keck Observatory e il telescopio Subaru che sono situati nelle Hawaii, un gruppo di astronomi guidati dai ricercatori della Swinburne University of Technology hanno analizzato la luce di un singolo quasar ottenendo dati preziosi al fine di verificare il valore della costante di struttura fine.

Prima di raggiungere gli strumenti a Terra, la luce proveniente dal quasar ha attraversato tre galassie situate a circa 10,9 e 8 miliardi di anni-luce che hanno assorbito, a loro volta, la luce in una particolare banda dello spettro elettromagnetico.  Una volta dispersa la luce nelle sue componenti, i ricercatori hanno ottenuto una sorta di arcobaleno contenente un ‘codice a barre’ che rappresenta i colori mancanti. Leggendo, per così dire, questo ‘codice a barre’ è stato possibile misurare l’intensità dell’elettromagnetismo, una delle quattro forze fondamentali della Natura, osservando un oggetto nelle regioni più distanti e remote dell’Universo. Successivamente, i ricercatori hanno confrontato le letture del ‘codice a barre’ ottenuto dai tre telescopi in modo da essere sicuri che fossero corrette. Bisogna dire, però, che studi precedenti hanno permesso di trovare alcuni indizi sul fatto che l’elettromagnetismo possa variare leggermente, più o meno rispetto al valore misurato sulla Terra, nelle regioni più distanti dell’Universo. Ma se questo si fosse dimostrato vero avremmo dovuto ricorrere ad un quadro completamente nuovo della fisica fondamentale. Dunque, diventa cruciale verificare per ben tre volte la lettura del ‘codice a barre’ in modo da controllare se ci sono delle differenze. Ora, confrontando i ‘codici a barre’ dei tre telescopi, i ricercatori hanno trovato delle differenze molto piccole. Nonostante ciò, la parte positiva di questo metodo è che permette di correggere i telescopi in maniera accurata. Di fatto, una volta eseguita la correzione, tutti e tre i telescopi hanno fornito la stessa risposta: in altre parole, non è stata trovata alcuna variazione dell’intensità della forza elettromagnetica entro alcune parti per milione considerando un tempo scala pari a 10 miliardi di anni. Questo risultato eccezionale spingerà gli scienziati a proseguire questa ricerca per realizzare nuove misure prendendo in considerazione altre galassie.

SUT: Three eyes on the sky track laws of Nature 10 billion years ago
arXiv: The UVES Large Program for testing fundamental physics - III. Constraints on the fine-structure constant from 3 telescopes