Kembali pada bulan November, tim peneliti dari Universitas Teknologi Swinburne dan Universitas Cambridge menerbitkan beberapa temuan yang sangat menarik tentang sebuah galaksi yang berjarak sekitar 8 miliar tahun cahaya. Menggunakan Teleskop Sangat Besar milik La Silla Observatory (VLT), mereka memeriksa cahaya yang berasal dari lubang hitam supermasif (SMBH) di pusatnya.
Dengan melakukan hal itu, mereka dapat menentukan bahwa energi elektromagnetik yang berasal dari galaksi yang jauh ini sama dengan yang kita amati di sini di Bima Sakti. Ini menunjukkan bahwa kekuatan fundamental Semesta (elektromagnetisme) adalah konstan dari waktu ke waktu. Dan pada hari Senin, 4 Desember, ESO menindaklanjuti penemuan bersejarah ini dengan merilis pembacaan spektrum warna dari galaksi yang jauh ini - dikenal sebagai HE 0940-1050.
Singkatnya, sebagian besar galaksi besar di Semesta memiliki SMBH di pusatnya. Lubang hitam besar ini dikenal untuk mengkonsumsi materi yang mengorbit di sekelilingnya, mengeluarkan sejumlah besar radio, microwave, inframerah, optik, ultra-violet (UV), sinar-X dan energi sinar gamma dalam prosesnya. Karena itu, mereka adalah beberapa objek paling terang di Alam Semesta yang diketahui, dan dapat dilihat bahkan dari miliaran tahun cahaya jauhnya.
Tetapi karena jarak mereka, energi yang mereka keluarkan harus melewati media intergalaksi, di mana ia bersentuhan dengan jumlah materi yang luar biasa. Sementara sebagian besar terdiri dari hidrogen dan helium, ada sejumlah kecil unsur lainnya. Ini menyerap banyak cahaya yang bergerak antara galaksi yang jauh dan kita, dan garis serapan yang diciptakan ini dapat memberi tahu kita banyak tentang jenis elemen yang ada di luar sana.
Pada saat yang sama, mempelajari garis serapan yang dihasilkan oleh cahaya yang melewati ruang dapat memberi tahu kita berapa banyak cahaya yang dihapus dari spektrum quasar asli. Menggunakan instrumen Ultraviolet dan Visual Echelle Spectrograph (UVES) di atas VLT, tim Swinburne dan Cambridge dapat melakukan hal itu, sehingga menyelinap di "sidik jari alam semesta awal".
Apa yang mereka temukan adalah bahwa energi yang berasal dari HE 0940-1050 sangat mirip dengan yang diamati di galaksi Bima Sakti. Pada dasarnya, mereka memperoleh bukti bahwa energi elektromagnetik konsisten dari waktu ke waktu, sesuatu yang sebelumnya merupakan misteri bagi para ilmuwan. Seperti yang mereka nyatakan dalam studi mereka, yang diterbitkan dalam Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society:
“Model Standar fisika partikel tidak lengkap karena tidak dapat menjelaskan nilai-nilai konstanta fundamental, atau memprediksi ketergantungan mereka pada parameter seperti waktu dan ruang. Oleh karena itu, tanpa teori yang dapat menjelaskan angka-angka ini dengan benar, keteguhannya hanya dapat diperiksa dengan mengukurnya di tempat, waktu, dan kondisi yang berbeda. Lebih lanjut, banyak teori yang mencoba menyatukan gravitasi dengan tiga kekuatan alam lainnya memunculkan konstanta fundamental yang berbeda-beda.“
Karena jaraknya 8 miliar tahun cahaya, dan sistem jalur serapan logam intervensinya yang kuat, menyelidiki spektrum elektromagnetik yang dipadamkan oleh HE 0940-1050 quasar pusat - belum lagi kemampuan untuk mengoreksi semua cahaya yang diserap oleh media intergalaksi intervensi - memberikan kesempatan unik untuk secara tepat mengukur bagaimana kekuatan fundamental ini dapat bervariasi selama periode waktu yang sangat lama.
Selain itu, informasi spektral yang mereka peroleh memiliki kualitas tertinggi yang pernah diamati dari quasar. Seperti yang ditunjukkan lebih lanjut dalam studi mereka:
“Kesalahan sistematis terbesar dalam semua (kecuali satu) pengukuran serupa sebelumnya, termasuk sampel besar, adalah distorsi jangka panjang dalam kalibrasi panjang gelombang. Ini akan menambah kesalahan sistematis 2 ppm ke pengukuran kami dan hingga 10 ppm ke pengukuran lain menggunakan transisi Mg dan Fe. "
Namun, tim mengoreksi hal ini dengan membandingkan spektrum UVES dengan spektrum yang dikalibrasi dengan baik yang diperoleh dari Pencari Planet kecepatan Radial Akurasi Tinggi (HARPS) - yang juga terletak di Observatorium La Silla. Dengan menggabungkan pembacaan ini, mereka dibiarkan dengan ketidakpastian sistematis residual hanya 0,59 ppm, margin kesalahan terendah dari setiap survei spektografik hingga saat ini.
Ini adalah berita yang menarik, dan untuk lebih banyak alasan yang satu itu. Di satu sisi, pengukuran tepat galaksi jauh memungkinkan kita untuk menguji beberapa aspek paling rumit dari model kosmologis kita saat ini. Di sisi lain, menentukan bahwa elektromagnetisme berperilaku secara konsisten dari waktu ke waktu adalah penemuan utama, terutama karena ia bertanggung jawab atas banyak hal yang terjadi dalam kehidupan kita sehari-hari.
Tapi mungkin yang paling penting dari semuanya, memahami bagaimana gaya fundamental seperti elektromagnetisme berperilaku lintas waktu dan ruang adalah intrinsik untuk mengetahui bagaimana itu - serta kekuatan nuklir yang lemah dan kuat - menyatu dengan gravitasi. Ini juga telah menjadi perhatian para ilmuwan, yang masih bingung ketika datang untuk menjelaskan bagaimana hukum yang mengatur interaksi partikel (yaitu teori kuantum) menyatukan dengan penjelasan tentang bagaimana gravitasi bekerja (yaitu relativitas umum).
Dengan menemukan pengukuran bagaimana kekuatan-kekuatan ini beroperasi yang tidak bervariasi dapat membantu menciptakan Grand Unifying Theory Theory (GUT). Selangkah lebih dekat untuk benar-benar memahami cara kerja Semesta!
