Científicos de LETI descubren que las leyes de la física no cambian incluso lejos del centro de la Galaxia

Científicos del Instituto Físico-Técnico Ioffe, el Instituto de Física Nuclear Konstantinov de San Petersburgo y la Universidad Electrotécnica Estatal de San Petersburgo "LETI" han establecido que las propiedades fundamentales de la materia permanecen inalteradas a escala del disco de nuestra Galaxia. La investigación se llevó a cabo utilizando observaciones espectrales de moléculas de acetaldehído y metanol en nubes interestelares.

El acetaldehído, tóxico en condiciones terrestres, a escala cósmica se convierte en un laboratorio natural único para verificar las leyes fundamentales del Universo. Los científicos calcularon la sensibilidad de las líneas espectrales de esta molécula a los cambios en la relación masa-electrón-protón, y luego compararon los datos de laboratorio con las observaciones astronómicas. Como resultado, establecieron un nuevo límite superior para la posible variación de la constante: no más de una cienmillonésima parte.

Las constantes fundamentales son valores fijos que definen las leyes de la naturaleza y la estructura de la materia. Ya en 1937 se planteó la hipótesis de que sus valores podrían haber evolucionado con el tiempo cosmológico. Según otra hipótesis, la materia oscura invisible o la gravedad fuerte pueden influir en las propiedades fundamentales de la materia, por ejemplo, alterando ligeramente la masa de las partículas más pequeñas. Para verificar esto, los investigadores comparan el comportamiento de las moléculas en laboratorios terrestres con cómo se comportan en el espacio lejano.

En esta búsqueda, las moléculas actúan como relojes naturales de ultraprecisión. Sus oscilaciones internas son extremadamente sensibles a la masa de las partículas. Si la masa del electrón o del protón cambia aunque sea ligeramente, el ritmo de la molécula se desajustará. Para no confundir los cambios reales en la física con errores de los instrumentos de medición, los científicos utilizan un método especial: comparan dos moléculas diferentes que operan en las mismas frecuencias, pero reaccionan a los cambios de manera diferente. Por ejemplo, el metanol tiene una alta sensibilidad, mientras que el acetaldehído tiene una sensibilidad menor.

Para el experimento, los científicos tomaron una molécula de acetaldehído y compararon su frecuencia de oscilación en laboratorios terrestres con datos astronómicos obtenidos para tres nubes moleculares cercanas al Sistema Solar. Los resultados mostraron que la constante fundamental μ es estable y no cambia ni siquiera en una cienmillonésima parte. Esto confirma que las leyes básicas de la física funcionan de manera muy fiable.

Los científicos planean continuar la investigación. Recientemente, al estudiar el metanol en el centro de la Galaxia, se observaron oscilaciones que podrían indicar un cambio en las constantes físicas. Esto podría significar que la materia oscura o partículas desconocidas están afectando el mundo que nos rodea. Actualmente, los investigadores están preparando una solicitud para observaciones dirigidas de líneas sensibles de acetaldehído y metanol en la parte central de la Vía Láctea.