Vad styr i tysthet hela universum?

(Dan Tri Newspaper) - Grundläggande konstanter är inte bara torra tal; de är grunden som formar hela universums existens.

Det mystiska värdet av en konstant

Illustration som visar hur en galaxs gravitationskraft böjer rumtiden enligt Einsteins allmänna relativitetsteori (Bild: Science Library).

När vi tittar på natthimlen undrar vi ofta varför universum existerar som det gör: från liv, stjärnor, planeter till och med mänskligheten. Men få inser att allt i universum styrs av en speciell grupp tal, kända som naturens grundläggande konstanter.

Dessa siffror är inte mänskliga uppfinningar, utan snarare fasta värden som beskriver hur krafter och materia i universum interagerar med varandra.

Till exempel är ljusets hastighet i vakuum alltid ungefär 299 792 458 m/s, gravitationskonstanten G är 6,674 x 10⁻¹¹ m³/kg/s², eller massan av en elektron är 9,1 x 10⁻³¹ kg…

Det här är siffror som, om de ändras ens lite grann, skulle kunna förändra universum fullständigt, och liv kan till och med upphöra att existera. Den stora frågan är: Varför har dessa siffror samma värde? Varifrån kommer de? Är det bara en slump?

Tack vare fysiken kan vi konstruera mycket exakta ekvationer och modeller för att beskriva världen – från en stens fall till hela universums expansion. Varje ekvation kräver dock vissa indatavärden, dvs. konstanter.

De är som "balkarna" som bär upp den moderna fysikens grundpelare. Men märkligt nog kan ingen aktuell teori förklara var de kommer ifrån. Forskare kan bara mäta deras experimentella värden och införliva dem i modeller.

Tänk dig att du simulerar en bolls rörelse. Du kan använda Newtons lagar för att beskriva krafterna som är i spel, men du behöver veta "hur stark gravitationen är". Det kommer inte från modellen; det måste mätas i verkligheten.

På liknande sätt är konstanter som den elektromagnetiska kraftens styrka, Plancks konstant eller förhållandet mellan elementarpartiklar alla "givna" parametrar som inte kan beräknas utifrån nuvarande teoretiska grunder.

Är konstanter verkligen "oföränderliga"?

Einstein var författaren till den allmänna relativitetsteorin, som inkluderar konceptet med gravitationskonstanten G - en oumbärlig kvantitet för att beskriva graden av "krökning" i rumtiden (Foto: Getty).

Problemet blir mer spännande när fysiker frågar: är dessa siffror verkligen "konstanter", vilket betyder att de aldrig förändras?

Om någon av dem förändras, hur lite som helst, över tid, rum eller fysiska omständigheter, betyder det att de inte är verkligt grundläggande, utan bara manifestationer av en djupare teori som ännu inte utforskats .

För att verifiera detta utformade forskare ett flertal mycket precisa experiment, både på jorden och i rymden. I laboratoriet använde de atomklockor. Dessa är extremt sofistikerade apparater som kan upptäcka de minsta förändringarna i atomoscillationer och kan spåra förändringar över tid i konstanter som finstrukturkonstanten (FSC).

Hittills har mätnoggrannheten nått en nivå där förändringar på en miljarddels år kan detekteras, men inga signifikanta förändringar har ännu registrerats.

Ur ett astronomiskt perspektiv observerar forskare ljus från kvasarer – extremt ljusstarka himmelsobjekt miljarder ljusår från jorden. De analyserar också den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB), som är resterna av ljus från de tidiga stadierna av universums bildande.

Tanken här är att om konstanterna hade förändrats i det avlägsna förflutna, så skulle ljuset från avlägsna himlakroppar påverkas och uppvisa skillnader. Observationer visar dock fortfarande den märkliga stabiliteten hos dessa konstanter.

Det är viktigt att notera att vi inte kan vara 100 % säkra på att de är konstanter. Även utan att detektera någon förändring finns det alltid en viss osäkerhet i alla mätningar, och därför finns det alltid en möjlighet att konstanterna förändras men med en hastighet som är för liten för att detekteras.

Universum bär fortfarande på många mysterier.

Grundläggande konstanter är inte bara torra tal; de är grunden som formar hela universums existens. De avgör hur krafter samverkar, atomer bildas, stjärnor brinner och liv utvecklas.

Om dessa siffror var bara lite fel, skulle universum kunna vara tomt, kaotiskt eller helt utan liv som vi ser det idag.

Vetenskapen har dock ännu inte förklarat "varför de är så". Är dessa konstanter resultatet av slumpen? Eller är de manifestationen av en djupare kosmologisk teori, bortom vår nuvarande förståelse?

Vi kanske inte har svaren än, men att fortsätta fråga och lära oss om dem skulle kunna leda mänskligheten till en viktig vändpunkt inom modern fysik – ungefär som hur relativitetsteorin och kvantmekaniken en gång skakade 1900-talets vetenskap.

Källa: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/thu-gi-am-tham-chi-phoi-ca-vu-tru-20250525082833517.htm