Naturlovene ændrer sig gennem universet
Nye observationer tyder på, at naturlove og naturkonstanter ikke er ens overalt, som man hidtil har antaget. Målingerne kan forklare, hvorfor universet set her fra Jorden ser ud til at være skabt til os.

Ændrer fysikkens love sig fra én region til en anden? (Foto:NASA)

Ændrer fysikkens love sig fra én region til en anden? (Foto:NASA)

Naturlovene og de tilhørende naturkonstanter er ikke ens overalt i universet. Deres værdier afhænger af, hvor i verdensrummet, man er.

Den udmelding kommer fra australske astrofysikere efter at de har studeret lyset fra en række fjerne galakser med Very Large Telescope i Chile. Opdagelsen bryder med Einsteins såkaldte Ækvivalensprincip, der siger, at alting i kosmos adlyder de samme fundamentale love.

Astronomerne har helt konkret studeret den såkaldte finstrukturkonstant 'alfa', der er et mål for styrken af den elektromagnetiske kraft, som holder elektronerne på plads i atomer og molekyler.

»Vores resultat kommer som noget af en overraskelse, for det stiller spørgsmålstegn ved en af vores mest fasttømrede, fundamentale teorier inden for fysikken,« konstaterer astrofysiker John Webb fra New South Wales Universitet i Australien, der har ledet forskningsprojektet.

Han og hans kolleger har netop indsendt deres resultater i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Physical Review Letters, men den er endnu ikke optaget.

Nye målinger fra Very Large Telescope

Forskergruppen har analyseret lys, der strømmer imod os fra 300 forskellige punkter på himlen, og de er nået frem til, at variationerne i finstrukturkonstanten ikke er tilfældige, men er ordnet på en særlig måde.

Den måde finstrukturkonstanten varierer på, opdeler universet i to, hvor den ene halvdel har høje alfaværdier, mens den anden halvdel har lave. På den måde får Universet to poler.

Jorden befinder sig i området midt mellem de to poler, og det skal vi ifølge forskerne være taknemmelige for. Vi befinder os det bedst tænkelige sted i universet, hvor finstrukturkonstanten såvel som alle de andre konstanter har lige præcis de værdier, der skal til, for at livet kan opstå.

LÆS OGSÅ: Hvad er der uden om universet?

Livets opståen er nemlig afhængig af, at en lang række naturkonstanter har bestemte værdier. Ændres disse værdier med bare en lille bitte smule, vil konsekvensen være et fundamentalt anderledes miljø, der er drænet for liv.

Very Large Telescope har fundet variationerne i finstrukturkonstanten ved at studere fjerne galakser. (Foto:ESO)

Tyngdekraften skal f.eks. kun blive et par procent stærkere, for at stoffet i Solens og stjernernes indre presses mere sammen, og at kernereaktionerne begyndte at løbe hurtigere. Stjernernes levetid ville som en konsekvens blive reduceret til få millioner år, hvilket er alt for kort tid til, at planeter og dertil hørende levende organismer kan opstå.

De nye resultater trækker altså tæppet væk under forestillingen om, at universet er skabt til os. Det ser snarere ud til, at Jorden tilfældigvis ligger i en omegn af universet, der gør det muligt for livet at opstå.

Resultaterne vækker opsigt, fordi de stiller spørgsmålstegn ved astronomernes opfattelse af de fundamentale regler i universet, men flere forskere har efterfølgende udtrykt deres klare skepsis overfor studiet og mener, at man skal tage det med et gran salt.

Dansk forsker: resultater er tvivlsomme

En af de kritiske røster tilhører lektor Ulrik Uggerhøj fra Institut for Fysik og Astronomi.

»Hvis det er rigtigt, ville det være revolutionerende og utrolig spændende. Men deres artikel er efter min mening langt fra overbevisende,« siger han.

Ulrik Uggerhøj henviser til, at forskerne annoncerer et resultat, hvis evidens ligger langt under det, man normalt accepterer som dokumentation for en ny opdagelse.

Der ses mange eksempler på opdagelser, hvor evidensen ligger lige i underkanten, og som senere har vist sig at være forkerte, fortæller han, så han vil have en del mere og betydeligt mere tungtvejende studier på bordet, før han bliver overbevist.

Det ser umiddelbart ud som om, forskerne har sorteret i deres data på en måde, så de får et bestemt resultat frem, og det gør Uggerhøj skeptisk.

»Forskerne gør i deres artikel selv opmærksomme på, at deres data er sorteret 'med nogen præference' i bestemte retninger. Risikoen er, at de med 'præferencerne' selv har indført - selvsagt ikke med overlæg - den effekt de kigger efter. De taler f.eks. om to poler, men når jeg kigger på resultaterne, kunne man sagtens argumentere for otte poler eller for den sags skyld 12 poler. Kort sagt: Jeg tror, at det hele er en storm i et glas vand,« slutter han.

Naturkonstanterne styrer verden

En universalkonstant, naturkonstant, fundamental konstant, konstant, som optræder, når de grundlæggende naturlove skrives som kvantitative sammenhænge. Eksempelvis indgår gravitationskonstanten G i Newtons gravitationslov, og lyshastigheden c forekommer i Rømers beskrivelse af lysets tøven og senere i Einsteins love for den specielle relativitetsteori. Universalkonstanter hænger således snævert sammen med vor opfattelse af, hvilke sammenhænge der er fundamentale, og afspejler den for tiden accepterede teori for Universets udvikling.

Universalkonstanterne bestemmes ved forskellige grundlæggende forsøg. Deres størrelse eller talværdi afhænger af det valgte enhedssystem, og det var først ved indførelsen af det internationale enhedssystem SI-systemet, at de mange forsøg kunne sammenfattes i pålidelige værdier. Den nøjagtighed, hvormed de enkelte konstanter er bestemt, afhænger af pålideligheden af og overensstemmelsen mellem de forskellige forsøg. Således er Rydbergs konstant bestemt ud fra en lang række præcisionsforsøg inden for den atomare fysik, og usikkerheden er derfor meget lille (6,6∙10-12), hvorimod gravitationskonstanten, der bestemmes ud fra nogle få, meget komplicerede forsøg, kun er kendt med en relativt stor usikkerhed (1,0∙10-4).

Siden 1966 har organisationen CODATA systematisk samlet alle forsøgsresultater til anbefalede værdier for universalkonstanterne. De offentliggøres løbende

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Det sker