Kunci dari proses pemodelan astronomi yang digunakan para ilmuwan untuk memahami alam semesta kita, adalah pengetahuan komprehensif tentang nilai-nilai yang membentuk model-model ini. Ini umumnya tampaknya menjadi asumsi yang baik karena model sering menghasilkan sebagian besar gambar yang akurat tentang alam semesta kita. Tetapi untuk memastikan, para astronom ingin memastikan bahwa konstanta ini tidak bervariasi antar ruang atau waktu. Namun, memastikan itu adalah tantangan yang sulit. Untungnya, sebuah makalah baru-baru ini menunjukkan bahwa kita mungkin dapat menjelajahi massa fundamental proton dan elektron (atau setidaknya rasio mereka) dengan melihat molekul metanol yang relatif umum.
Laporan baru didasarkan pada spektrum kompleks dari molekul metana. Dalam atom sederhana, foton dihasilkan dari transisi antara orbital atom karena mereka tidak memiliki cara lain untuk menyimpan dan menerjemahkan energi. Tetapi dengan molekul, ikatan kimia antara atom-atom komponen dapat menyimpan energi dalam mode vibrasi dengan cara yang hampir sama dengan massa yang terhubung dengan pegas dapat bergetar. Selain itu, molekul tidak memiliki simetri radial dan dapat menyimpan energi dengan rotasi. Karena alasan ini, spektrum bintang dingin menunjukkan garis serapan yang jauh lebih banyak daripada yang panas karena suhu yang lebih dingin memungkinkan molekul untuk mulai terbentuk.
Banyak fitur spektral ini hadir dalam bagian gelombang mikro dari spektrum dan beberapa sangat tergantung pada efek mekanika kuantum yang pada gilirannya tergantung pada massa tepat dari proton dan elektron. Jika massa itu berubah, posisi beberapa garis spektral akan berubah juga. Dengan membandingkan variasi-variasi ini dengan posisi yang diharapkan, para astronom dapat memperoleh wawasan berharga tentang bagaimana nilai-nilai fundamental ini dapat berubah.
Kesulitan utama adalah bahwa, dalam skema besar hal, metanol (CH3OH) jarang terjadi karena alam semesta kita adalah 98% hidrogen dan helium. 2% terakhir terdiri dari setiap elemen lain (dengan oksigen dan karbon menjadi yang paling umum berikutnya). Jadi, metanol terdiri dari tiga dari empat unsur yang paling umum, tetapi mereka harus menemukan satu sama lain, untuk membentuk molekul yang dimaksud. Selain itu, mereka juga harus ada dalam kisaran suhu yang tepat; terlalu panas dan molekulnya pecah; terlalu dingin dan tidak ada energi yang cukup untuk menyebabkan emisi bagi kita untuk mendeteksinya. Karena kelangkaan molekul dengan kondisi ini, Anda mungkin berharap menemukan cukup itu, terutama di seluruh galaksi atau alam semesta, akan menantang.
Untungnya, metanol adalah salah satu dari sedikit molekul yang rawan untuk menciptakan lapisan astronomi. Masers adalah gelombang mikro yang setara dengan laser di mana input cahaya yang kecil dapat menyebabkan efek berjenjang di mana ia menginduksi molekul yang dipukulnya juga memancarkan cahaya pada frekuensi tertentu. Ini dapat sangat meningkatkan kecerahan awan yang mengandung metanol, meningkatkan jarak yang dapat dideteksi dengan mudah.
Dengan mempelajari metanol di Bima Sakti menggunakan teknik ini, penulis menemukan bahwa, jika rasio massa elektron terhadap proton berubah, ia melakukannya dengan kurang dari tiga bagian dalam seratus juta. Studi serupa juga telah dilakukan dengan menggunakan amonia sebagai molekul pelacak (yang juga dapat membentuk maser) dan sampai pada kesimpulan yang sama.
