Astronomen gewinnen neue Informationen über die fundamentale Physik

01.01.2006 - Ein internationales Team von Astronomen hat auf etwas sehr Großes geschaut – eine entfernte Galaxie um mehr über die kleinen Sachen, wie Atome und Moleküle, zu erfahren und so etwas über die fundamentale Natur des gesamten Universums zu lernen.

Das Team benutzte das National Science Foundation's Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) um zu beobachten ob sich die Naturgesetze über längere Zeiträume ändern.

„Die fundamentalen Konstanten der Physik sollten erwartungsgemäß auch über Raum und Zeit gleich bleiben, deshalb nennen wir sie auch Konstanten! Nun wie auch immer, neue theoretische Modelle über die Grundlagen der Struktur von der Materie zeigen, dass sie sich ändern müssen. Wir testen nun diese Vorhersagen“ sagt Nissim Kanekar vom National Radio Astronomy Observatory (NRAO), in Socorro, New Mexico.

Bisher allerdings haben die Wissenschaftler bei ihren Messungen keine Änderungen in den Konstanten festgestellt.

„Dies ist eine aufregende Grenze, wo die Astronomie die Teilchenphysik trifft“ so Christopher Carilli ebenfalls vom NRAO. Die Forschung kann dabei helfen fundamentale Fragen zu beantworten über die Grundlagen der Komponenten der Materie von winzigen Partikeln oder winzigen vibrierenden Strings oder wie viele Dimensionen das Universum hat und der Natur der „dunklen Energie“.

Die Astronomen schauen nach Änderungen der Masse von Elektronen und Protonen oder nach Änderungen der elektrischen Ladung, der Lichtgeschwindigkeit oder der Plank’schen Konstante.

Diese Werte gehören zu den Grundpfeilern unserer Physik. „Der Standpunkt der modernen Teilchenphysik hat sich in den letzten Jahren verändert“ so der deutsche Physiker Christof Wetterich. Mit der Idee der Superstringtheorie und zusätzlichen Dimensionen könnten sich die Konstanten ändern.

Die Astronomen benutzten das GBT um Radioemissionen zu untersuchen die eine spezifische Frequenz von 1612  MHz und 1720 MHz haben und die von Hydroxyl Molekülen stammen, die von einer Galaxie 6 Milliarden Lichtjahre entfernt stammen. Jede Frequenz repräsentiert dabei eine spezifische Änderung im Energielevel der Moleküle.

„Wir können sehr enge Grenzen in den Änderungen der Konstanten durch das Studieren dieser OH Moleküle bestimmen, zu einer Zeit, in der das Universum nur halb so alt wie heute war“ so Karl Menten vom Max-Planck Institut aus Deutschland.