Artículo publicado por John Matson el 13 de diciembre de 2012 en Scientific American

La masa del protón en relación a su homólogo mucho más ligero, el electrón, se conoce con una gran precisión: el protón tiene 1836,152672 veces la masa del electrón. ¿Pero siempre ha sido así?

Es bastante posible, de acuerdo con una nueva investigación que emplea el cosmos como un enorme laboratorio de física fundamental. Un estudio de una galaxia lejana sugiere que la proporción de masa entre protón y electrón, indicada por la letra griega mu (µ), se han mantenido básicamente constante durante, al menos, la mitad de la edad del universo. Las conclusiones se publicaron en línea el 13 de diciembre en la revista Science.

Effelsberg Radio Telescope

Radiotelescopio Effelsberg Crédito: didiervh


Julija Bagdonaite de la VU Universidad de Amsterdam y sus colegas usaron el radiotelescopio Effelsberg de 100 metros para medir la absorción de la radiación por parte del metanol, una forma de alcohol, en el antiguo universo. El metanol (CH3OH) imprime múltiples líneas de absorción en un espectro de luz, dependiendo de los distintos estados rotacionales de la molécula, y la interrelación entre estos estados depende de la masa relativa de los electrones y protones que lo constituyen.

Los investigadores detectaron las líneas de absorción del metanol en un sistema de lente gravitatoria, llamado PKS1830-211, una especie de alineamiento de una galaxia lejana iluminada desde atrás por una fuente de radiación aún más alejada. La galaxia en primer plano está a un desplazamiento al rojo de 0,89, lo que significa que la luz ha atravesado el cosmos durante, aproximadamente, la mitad de los 13 700 millones de años que han pasado desde el Big Bang. (El desplazamiento al rojo es una medida empírica usada para evaluar enormes distancias cósmicas). La gravedad de la galaxia curva las ondas de radio del objeto de fondo – un centelleante agujero negro supermasivo conocido como blázar—e imprime su propia firma espectral en el proceso, debido a la presencia en la galaxia del metanol y otras moléculas. “La absorción de las ondas de radio tuvo lugar hace 7000 millones de años”, dice Bagdonaite en un comunicado. “Y las ondas de radio viajaron hasta la Tierra portando la huella de las moléculas de metanol del pasado lejano”.

Ella y sus colegas determinaron que el metanol del sistema PKS1830-211 se comporta justo como se predecía – los electrones y protones de las antiguas moléculas tenían masas relativas indistinguibles de las medidas actualmente en los laboratorios de la Tierra. El valor de mu hace 7000 millones de años, concluyen, podría no diferir del actual en más de un 0,00001 por ciento.

Cualquier divergencia de una relación estable protón-electrón invalidaría una suposición clave en la física: que las leyes de la naturaleza permanecen iguales da igual donde (y cuando) mires. Por lo que da confianza saber que – en un aspecto clave, al menos – cuanto más cambia el universo, más igual se mantiene.


Autor: John Matson
Fecha Original: 13 de diciembre de 2012
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