Langsung ke konten utama

Data Berbeda Fine Structure Constant Merubah Hukum Dasar Alam

loading...
bisnis online
(KeSimulan) Jika benar, temuan baru akan membuat fisikawan banting stir dalam melihat alam semesta. Sebuah konstanta yang merubah beberapa hukum dasar alam, demikian hasil studi baru yang kontroversial.

Mempelajari pola di mana awan gas menyerap cahaya dari quasar jauh, para astronom mengatakan telah menemukan bukti bahwa salah satu perubahan kemiringan konstanta fisik alam semesta. Di sepanjang arah struktur konstan yang mengatur kekuatan gaya elektromagnetik tumbuh sedikit lebih lemah dengan waktu, sementara di arah lain tumbuh lebih kuat.

Tim peneliti yang dipimpin John Webb dari University of New South Wales di Sydney, Australia, dan rekan-rekannya, melaporkan di server pre-print arXiv pada tanggal 25 Agustus. Studi tersebut menjadi terbaru dalam serangkaian studi kontroversial tentang struktur-halus konstan yang juga dikenal sebagai alpha di mana telah dilakukan para peneliti sejak 1999.

Jika penelitian ini benar maka akan memaksa banyak fisikawan untuk mempertimbangkan kembali konsepsi yang paling disegani tentang alam semesta, termasuk teori oleh Einstein bahwa hukum fisika sama di mana-mana di alam semesta.

"Ini akan menjadi sensasional jika memang benar, tapi saya masih belum sepenuhnya yakin bahwa ini bukan kesalahan sistematis data," komentar Max Tegmark, kosmolog dari MIT.

Craig Hogan dari University of Chicago dan Fermi National Accelerator Laboratory di Batavia, Illinois, mengakui bahwa "mereka adalah tim yang kompeten dan analisa yang menyeluruh." Tetapi karena studi memiliki implikasi besar bagi fisika dan membutuhkan tingkat presisi pengukuran yang tinggi, "dibutuhkan banyak bukti lagi sebelum kita akan percaya."

Tim Webb akan mengirim laporan yang lebih rinci tentang hasil analisis, "tapi sementara ini, intuisi para ahli fisikawan memperlihatkan keraguan terkait galat sistematik baik definitif maupun model yang belum dimengerti," kata Hogan. Sebuah kesalahan sistematis yang melekat pada perangkat pengukuran.

Metode yang digunakan untuk mengukur struktur-halus konstan (fine-structure constant) oleh tim Webb maupun tim lain bergantung pada quasar yaitu beacon cahaya yang kuat melewati dan diserap oleh atom dalam awan gas yang terletak di antara quasar dan Bumi. Jika terjadi perubahan struktur halus konstan selama perjalanan cahaya karena atom dalam awan gas pada jarak yang berbeda menyerap panjang gelombang cahaya sedikit berbeda.

Dengan membandingkan cahaya yang diserap oleh atom dalam awan gas dengan cahaya diserap oleh atom spesies yang sama di Bumi, para peneliti dapat mencoba untuk menghitung nilai struktur-halus konstan pada jarak yang berbeda dan waktu di alam semesta.

Penelitian sebelumnya oleh Webb dan rekan-rekannya yang menggunakan data hanya satu teleskop yaitu Keck Observatory di Hawaii Mauna Kea, telah menemukan bahwa struktur-halus konstan tetap sama sejauh sekitar 6 miliar tahun lalu tapi kemudian mulai sedikit melemah pada waktu sebelumnya.

Tim-tim lain, termasuk Kim Griest dari University of California, San Diego, dan rekan-rekannya, berpendapat bahwa tim Webb menggunakan Keck spectrometer yang disewakan sehingga tidak cukup stabil untuk mengukur struktur-halus konstan dengan ketelitian yang diperlukan. Tingkat ketidakpastian "mungkin ditemui oleh karyawan Keck dan kesulitan membatasi perubahan struktur-halus konstan," kata Griest.

Studi baru oleh Webb dan rekan-rekannya mencakup lebih dari dua kali lipat jumlah mereka sebelumnya dan menggabungkan data pengamatan dari Keck dan Very Large Telescope (VLT) di puncak Cerro Paranal di selatan Chili. Lokasi dari dua teleskop memungkinkan tim untuk membandingkan pengukuran yang diambil dari dua arah umum yang berbeda.

Pengamatan termasuk awan gas yang lebih jauh dari waktu 12 miliar tahun. Webb mencatat data dari enam quasar yang diamati dengan baik oleh Keck dan Very Large Telescope. Dari kedua arah para peneliti mengamati dari Bumi, penelitian menunjukkan bahwa struktur-halus konstan bervariasi hanya terasa sangat jauh ke belakang, selama beberapa miliar tahun pertama sejarah kosmik.

Meskipun demikian, studi ini "bersifat spekulatif sebagai klaim terhadap sebelumnya," kata Patrick Petitjean dari Institute of Astrophysics di Paris yang memimpin sebuah tim yang telah mencari variasi dalam struktur-halus konstan dengan Very Large Telescope sejauh 11,5 miliar tahun yang lalu.

Tapi Paul Davies, kosmolog dari Arizona State University di Tempe mengatakan bukti baru untuk perbedaan kekuatan struktur-halus konstan pada arah yang berbeda "menambahkan sentuhan baru dan berpotensi lebih signifikan, memungkinkan kita untuk bisa memahami efek secara lebih mudah". Variasi spasial baru yang ditemukan dalam studi ini lebih meyakinkan karena lebih mudah untuk menguji dan pada pijakan lebih kuat karena berdasarkan data dari dua teleskop.

Jika struktur-halus konstan benar-benar berbeda dalam ruang dan waktu akan mengkoreksi ekstensi konstanta alam yang lain (seperti konstanta gravitasi yang menentukan kekuatan gaya gravitasi) sehingga bisa berbeda dengan kemiringan serupa. "Jika kita dapat menerima pajak variasi-struktur konstan, maka semua taruhan dibatalkan," kata Davies.
  1. J. K. Webb, J. A. King, M. T. Murphy, V. V. Flambaum, R. F. Carswell, M. B. Bainbridge. Evidence for spatial variation of the fine structure constant. Submitted on 23 Aug 2010, Cosmology and Extragalactic Astrophysics. arXiv.org.1008.3907
  2. Kim Griest, Jonathan B. Whitmore (Department of Physics, University of California, San Diego, CA 92093, USA); Arthur M. Wolfe (Department of Physics, University of California, San Diego, CA 92093, USA; Visiting Astronomer, W. M. Keck Telescope. The Keck Observatory is a joint facility of the University of California and the California Institute of Technology); J. Xavier Prochaska (University of California Observatories - Lick Observatory, University of California, Santa Cruz, CA 95064, USA; Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz, Santa Cruz, CA 95064, USA; Visiting Astronomer, W. M. Keck Telescope. The Keck Observatory is a joint facility of the University of California and the California Institute of Technology); J. Christopher Howk (Department of Physics, University of Notre Dame, Notre Dame, IN 46616, USA; Department of Astronomy, University of California, Mail Code 3411, Berkeley, CA 94720, USA); and Geoffrey W. Marcy (Department of Astronomy, University of California, Mail Code 3411, Berkeley, CA 94720, USA). Wavelength Accuracy of the Keck Hires Spectograph and Measuring Changes in the Fine Strukture Constant. The Astrophysical Journal, Vol 708, no.1, January 1, 2010, p.158, doi: 10.1088/0004-637X/708/1/158
bisnis online
Ikuti sains dan teknologi terkini di: Laporan Penelitian. Update via: Google+ Twitter Facebook Pinterest YouTube
Kesimpulan.com menerima konten tentang teknologi, sains, lingkungan dan bisnis dari siapa saja. Kami siap untuk publikasi dan press release. Informasi lanjut kunjungi laman ini.

Komentar