Állandók-e a fizikai állandók?

Valóban állandók-e azok a fizikai állandók, amelyek alapvető szerepet játszanak világunk leírásában? Időről-időre szinte valamennyi állandóval kapcsolatban felmerül ez a kérdés. Legújabban a proton/elektron tömegarány változását mutatták mérésekkel. A változás, ha valóban létezik, természetesen kicsi és lassú, mindössze 0,002% 12 milliárd év alatt.

A holland Wim Umbach és munkatársai azt vizsgálták, hogyan nyeli el a hideg hidrogéngáz egy ultraibolyában sugárzó lézer fényét. A hidrogén-molekulában két proton és két elektron van, az elnyelt fény hullámhossza pedig függ a kétféle alkotóelem tömegének az arányától. A mérés megadta a proton/elektron tömegarány mai értékét.

Ezt az értéket vetették egybe az Európai Déli Obszervatórium Chilében felállított teleszkópjainak méréseivel. Két olyan, 12 milliárd fényévre levő hidrogénfelhőt tanulmányoztak, amelyet távoli kvazárok világították meg hátulról. Meghatározták a hidrogén által elnyelt frekvenciákat. Ez nem volt könnyű feladat, mivel a hosszú út alatt megváltozik a fény frekvenciája.

A mai laboratóriumi és a 12 milliárd éves csillagászati értéket összevetve a mai proton/elektron tömegarány 0,002%-kal kisebbnek adódott a hajdaninál. Az eredményekről a Physical Review Letters hasábjain számoltak be. A változás, ha egyáltalán valós, nagyon kicsi, ezért további nagyon pontos mérésekre van szükség. A mostani laboratóriumi adatok mindenesetre több százszor pontosabbak voltak a korábbiaknál.

Magyarázat egyelőre nincs. A szakértők nem tartják valószínűnek, hogy a proton vesztett volna a tömegéből az idők folyamán. Egyes elméleti feltevések azzal számolnak, hogy a részecskék négynél több dimenzióban léteznek, és az extra dimenziók alakjának változása okozza a tömegarány változását. Lehet, hogy a fénysebesség lelassulása bújik meg a háttérben. Lehet, hogy az általános relativitáselmélet viselkedik különös módon. Lehet, hogy a tömegarány változása nem volt folyamatos, hanem a Világegyetem történetének legelején megváltozott, és azóta állandó. Nem tudjuk.

Az alapvető fizikai állandók változása befolyással lenne a Világegyetem egészére. Teljesen más lenne a világ az állandók más értékei mellett. Lovas István akadémikus a következő kérdést vizsgálta a Fizikai Szemle c. folyóirat márciusi számában: "Milyen lenne a világ, ha a Planck-állandó zérus volna, a fénysebesség pedig végtelen?" Az eredmény: ilyen feltételek mellett sem térben, sem időben nem alakulhattak volna ki struktúrák. Gondolják végig, ebben az értelemben mi is struktúrák vagyunk.

Jéki László