Varierer lyshastigheten?

Fysikere har lenge slått fast at lyshastigheten er konstant, men nå foreslås det at den varierer - og at det sågar skjer på Jorden. En fysisk sensasjon kan være et faktum.
8.7 2004 05:00

Hvis lyshastighet viser seg å variere vil det slå beina under Albert Einsteins relativitetsteori og skape problemer for store deler av tradisjonell fysikk. Til gjengjeld tror noen fysikere at det ville kunne bidra til å forklare at de forskjelligste deler av Universet holder tilnærmet samme temperatur.

En variabel lyshastighet villle også muligens styrke strengteorien og dens forutsigelse av flere romdimensjoner.

  Lysets hastighet

 

Lysets hastighet er så enorm at Galileo Galileis forsøk på å måle den var mislykket, og René Descartes hevdet at lys ikke brukte tid på å bevege seg i det hele tatt.

Dansken Ole Rømer var den første som viste at lyshastigheten lot seg måle. Han benyttet seg av bevegelsene til Jupiters måner da han i 1676 viste at lyset har en absolutt hastighet.

Siden distansene til disse månene ikke var helt kjent på denne tiden kom han litt feil med sitt anslag på i overkant av 200 000 km/s.

Albert Abraham Michelson og Edward Williams Morley viste i 1881 at lyshastigheten er uavhengig av Jordens bevegelsestilstand.

At lysets hastighet var den samme i alle retninger - uavhengig av vår egen bevegelse - var det første hint om at Isaac Newtons lover ikke gjaldt til alle tider og steder.

Dette ledet frem mot Einsteins spesielle relativitetsteori i 1905, hvor han slo fast at lyshastigheten i vakum er konstant.

 

 
 

Den kontroversielle påstanden er publisert i New Scientist, og er basert på ny analyse av gamle data som til nå faktisk har vært brukt til det motsatte: nemlig å argumentere for at lyshastigheten er konstant.

Finstrukturkonstanten

Det man i denne sammenheng benytter for å undersøke lyshastighetens eventuelle variasjon er den såkalte finstrukturkonstanten (se faktaboks). Den kalles også alfa.

Alfa har et forhold til elektroners hastighet i innerste skall (sett med klassisk fysikk), og har et konstant forhold til lyshastigheten.

Analyserte lys fra kvasarer

Alfa ble også benyttet i det første alvorlige anslag mot lyshastighetens konstans. Etter å ha analysert hvordan lys fra fjerne kvasarer ble absorbert av mellomliggende gasskyer, hevdet Victor Flambaum og John Webb med flere at alfa hadde økt i løpet av de siste 12 milliarder årene. I 2001 tallfestet de dette til noen få hundretusendelers økning.

Tyske forskere meldte i juni 2004 at alfa i alle fall ikke hadde endret seg mellom 1999 og 2003. De hevdet å ha en målesikkerhet ned til noen få millioner milliarddeler. De kunne likevel ikke være sikre på at alfa ikke hadde endret seg i fortiden.

Naturlig atomreaktor

Gjennom debatten har de som hevder at alfa er konstant hatt et sett data å falle tilbake på. Og disse dataene er fra Jorden, nærmere bestemt fra Gabon i Afrika.

Der finnes nemlig Oklo, som er den eneste naturlige atomreaktor man har funnet på Jorden. Der hadde grunnvann blandet seg med en urankjerne og satt i gang en fisjonsreaksjon som varte i flere hundre tusen år.

finstrukturkonstanten

 

Finstrukturkonstanten - eller alfa - er et forholdstall. Den er en koblingskonstant som sier noe om hvor sterke de relativistiske effektene er.

Newtons fysikk holder til de fleste formål. Det er først når vi for eksempel beveger oss i svært store hastigheter at Einsteins relativitetsteori viser sin overlegenhet.

Jo nærmere lyshastigheten vi kommer, jo større blir forskjellen mellom relativistisk fysikk og Newtons fysikk.

Hadde finstrukturkonstanten vært større, hadde vi merket de relativistiske effektene mer, jo større dette tallet hadde vært.


“Illustrasjonen er fra New Scientist og oversatt med hjelp av Leif Veseth fra UiO.”

 

 
 

Oklo har riktignok forlengst sluttet å være aktiv, men data derfra har vært brukt for å vise at kjernereaksjonene den gang var lik de kjernereaksjonene man har i dag. Dette tilsier at alfa også hadde samme verdi. Dette vil igjen tilsi at lyshastigheten den gang var den samme som nå.

Har alfa minket likevel?

Forskere fra Los Alamos National Lab (LANL) har gått gjennom dataene fra Oklo på ny. For de mer tekniske sidene av dette henviser vi til artikkelen i New Scientist (se lenke nedenfor).

Resultatene forbløffet forskerne. Det så ut til at alfa hadde minket siden Oklo var aktiv - med omtrent 45 milliarddeler. Dette tilsier en liten økning i lyshastigheten siden den gang.

“Lyshastigheten HAR endret seg!”

Steve Lamoreaux fra LANL sier at analysen er så presis at det er utelukket at lyshastigheten ikke har endret seg.

- Det er ganske spennende, sier han.

Foreløpig har det helt store oppstyret latt vente på seg.

- Jeg kan ikke se noen feil, sier Flambaum.

- Men påstanden er jo så revolusjonerende at man må avvente mange uavhengige bekreftelser.

Flambaums team hevdet jo at alfa var forskjellig for 12 milliarder år siden. Dataene fra Oklo hevder at alfa har forandret seg i løpet av de siste to milliarder årene.

Nye funn, nye problemer

Hvis resultatene fra Oklo blir bekreftet vil fysikerne måtte jobbe hardt for å finne nye teorier.

- Det finnes ingen allment aksepterte teorier med varierende alfa, sier Flambaum.

I stedet er det en rekke konkurrerende teorier.

Sannheter bør prøves

- Jeg har brukt mitt yrkesaktive liv på å gå tilbake og sjekke ting folk har “visst”, og det leder alltid til nye ideer, sier Lamoreaux.

Lenker:

Speed of light may have changed recently

Fundamental physics constants stay put (de tyske forskernes funn i juni 2004)

Light may have slowed down (Flaumbaum, Webb m fl 2001)

Black hole theory suggests light is slowing (en annen vinkling)

Her finner du mer om Oklo

The Speed of Light

Fine-structure constant

Fundamentale fysiske konstanter

Quasar

Farvel til sjøuhyrene (her omtales også hvorvidt universelle konstanter varierer)

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.

Annonse

Emneord

Saker fra våre eiere

Opplysningskontoret for Meieriprodukter

Billigere, merket og strategisk plassert mat funker best for at vi skal kjøpe sunne varer.

Senter for internasjonalisering av utdanning

Nesten 7000 norske studenter tok utvekslingsopphold utenlands i 2016. Europa lokker stadig flere ut, mens færre velger USA.

Norsk institutt for vannforskning (NIVA)

Mens mengden plast i havet har vært mye debattert, blir ferskvann sjelden nevnt i det offentlige ordskiftet. Nå har to mastergradsstudenter funnet mikroplast også i hovedstadens elver. 

Saker fra våre eiere

Sykehuset Innlandet HF

Mennesker med psykiske lidelser og rusproblemer får bedre livskvalitet og bedre helse når de får hjelp fra et behandlingsteam.

NTNU

Enkelte med diabetes merker knapt at blodsukkeret blir lavt. Det er uheldig om de for eksempel kjører bil. Nå vet vi mer om hvorfor.

NIBIO

– Dette viser at vi er nødt til å ta godt vare på den skogen vi har, påpeker forsker. 

Forskeren forteller:

Når ungdom presses til å drive med idrett, og voksne bestemmer hvordan de skal gjør det, da blir idrettsungdom lei. Men du kan unngå at barna dine mistrives, blir stresset og presterer dårlig på sikt.

Dinosaurenes historie må skrives om, sier britiske forskere etter en ny enorm analyse. Det vil uten tvil ryste fagfolk verden over, men hvis forskerne har rett, løser de flere uløste gåter.

Laboratoriemus som blir plukket opp etter halen, blir redde og klarer ikke jobben sin. Forskere tror de har funnet en løsning på problemet.

Vitensentre – et sted for hodeløs knappetrykking, tråkking og sveiving – eller kunnskap? Nils Petter Hauan har forsket på hvordan skolegrupper kan lære noe.