Kembali pada bulan November, satu pasukan penyelidik dari Universiti Teknologi Swinburne dan University of Cambridge menerbitkan beberapa penemuan yang sangat menarik mengenai galaksi yang terletak kira-kira 8 bilion tahun cahaya. Dengan menggunakan Teleskop Sangat Besar Observatorium La Silla (VLT), mereka memeriksa cahaya yang datang dari lubang hitam supermasif (SMBH) di pusatnya.
Dengan berbuat demikian, mereka dapat menentukan bahawa tenaga elektromagnetik yang berasal dari galaksi yang jauh ini sama dengan yang kita perhatikan di sini di Bima Sakti. Ini menunjukkan bahawa kekuatan asas Alam Semesta (elektromagnetisme) adalah berterusan dari masa ke masa. Dan pada hari Isnin, 4 Disember, ESO menindaklanjuti penemuan bersejarah ini dengan melepaskan bacaan spektrum warna galaksi yang jauh ini - yang dikenali sebagai HE 0940-1050.
Sebagai rangkuman, kebanyakan galaksi besar di Alam Semesta mempunyai SMBH di pusatnya. Lubang hitam besar ini terkenal kerana memakan bahan yang mengorbit di sekelilingnya, mengeluarkan banyak tenaga radio, gelombang mikro, inframerah, optik, ultra-ungu (UV), sinar-X dan sinar sinar gamma dalam prosesnya. Oleh kerana itu, mereka adalah beberapa objek paling terang di Alam Semesta yang diketahui, dan dapat dilihat walaupun dari jarak berbilion tahun cahaya.
Tetapi kerana jaraknya, tenaga yang mereka keluarkan harus melalui media intergalaksi, di mana ia bersentuhan dengan jumlah jirim yang luar biasa. Walaupun sebahagian besarnya terdiri daripada hidrogen dan helium, terdapat juga unsur unsur lain. Ini menyerap banyak cahaya yang bergerak di antara galaksi yang jauh dan kita, dan garis penyerapan yang dihasilkan ini dapat memberitahu kita banyak tentang jenis elemen yang ada di luar sana.
Pada masa yang sama, mengkaji garis penyerapan yang dihasilkan oleh cahaya yang melewati ruang dapat memberitahu kita berapa banyak cahaya yang dikeluarkan dari spektrum quasar yang asal. Dengan menggunakan instrumen Ultraviolet dan Visual Echelle Spectrograph (UVES) di atas VLT, pasukan Swinburne dan Cambridge dapat melakukan hal itu, dengan demikian menyelinap ke puncak "sidik jari awal Alam Semesta".
Apa yang mereka dapati adalah bahawa tenaga yang berasal dari HE 0940-1050 sangat mirip dengan yang diperhatikan di galaksi Bima Sakti. Pada asasnya, mereka memperoleh bukti bahawa tenaga elektromagnetik konsisten dari masa ke masa, sesuatu yang sebelumnya menjadi misteri bagi para saintis. Seperti yang mereka nyatakan dalam kajian mereka, yang diterbitkan dalam Makluman Bulanan Persatuan Astronomi Diraja:
"Model Standard fizik zarah tidak lengkap kerana tidak dapat menjelaskan nilai-nilai pemalar asas, atau meramalkan pergantungannya pada parameter seperti masa dan ruang. Oleh itu, tanpa teori yang dapat menjelaskan nombor-nombor ini dengan betul, keteguhannya hanya dapat dikaji dengan mengukurnya di tempat, masa dan keadaan yang berbeza. Selanjutnya, banyak teori yang berusaha menyatukan graviti dengan tiga kekuatan alam yang lain memunculkan pemalar asas yang berbeza-beza.“
Oleh kerana jaraknya 8 miliar tahun cahaya, dan sistem garis penyerapan logam yang kuat, kemungkinan spektrum elektromagnetik dikeluarkan oleh HE 0940-1050 pusat quasar - belum lagi kemampuan untuk membetulkan semua cahaya yang diserap oleh medium intergalaksi campur tangan - memberikan peluang unik untuk mengukur dengan tepat bagaimana kekuatan asas ini dapat berubah dalam jangka masa yang sangat lama.
Selain itu, maklumat spektral yang mereka perolehi adalah kualiti tertinggi yang pernah diperhatikan dari sebuah quasar. Seperti yang mereka nyatakan dalam kajian mereka:
"Kesalahan sistematik terbesar dalam semua (tetapi satu) pengukuran serupa sebelumnya, termasuk sampel besar, adalah penyimpangan jarak jauh dalam penentukuran panjang gelombang. Ini akan menambah ralat sistematik? 2 ppm untuk pengukuran kami dan hingga? 10 ppm untuk pengukuran lain menggunakan peralihan Mg dan Fe. "
Walau bagaimanapun, pasukan membetulkannya dengan membandingkan spektrum UVES dengan spektrum yang dikalibrasi dengan baik yang diperoleh dari Pencari Planet halaju Radial Ketepatan Tinggi (HARPS) - yang juga terletak di Balai Cerap La Silla. Dengan menggabungkan pembacaan ini, mereka dibiarkan dengan ketidakpastian sistematik yang tersisa hanya 0,59 ppm, margin ralat terendah dari mana-mana tinjauan spektrografi hingga kini.
Ini adalah berita yang menggembirakan, dan untuk lebih banyak alasan yang demikian. Di satu pihak, pengukuran tepat dari galaksi jauh memungkinkan kita menguji beberapa aspek yang paling rumit dari model kosmologi kita sekarang. Sebaliknya, menentukan bahawa elektromagnetisme berperilaku secara konsisten dari masa ke masa adalah penemuan utama, terutamanya kerana ia bertanggungjawab untuk banyak perkara yang berlaku dalam kehidupan seharian kita.
Tetapi mungkin yang paling penting dari semua itu, memahami bagaimana daya asas seperti elektromagnetisme bertindak sepanjang masa dan ruang adalah hakiki untuk mengetahui bagaimana ia - serta kekuatan nuklear yang lemah dan kuat - bersatu dengan graviti. Ini juga menjadi keasyikan para saintis, yang masih bingung ketika menjelaskan bagaimana undang-undang yang mengatur interaksi partikel (iaitu teori kuantum) bersatu dengan penjelasan tentang bagaimana graviti berfungsi (iaitu relativiti umum).
Dengan mencari ukuran bagaimana kekuatan ini beroperasi yang tidak berbeza dapat membantu mewujudkan Grand Unifying Theory (GUT) yang berfungsi. Selangkah lebih dekat untuk benar-benar memahami bagaimana Alam Semesta berfungsi!
