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Elektronen- und Protonenmasse: Einmal konstant - immer konstant?

Forscher haben in über zwölf Milliarden Jahren Universumsgeschichte nach Anzeichen einer Veränderung gesucht: Doch die Masse von Elektronen und Protonen änderte sich keinen Deut.
Das VLT am Paranal Observatorium in ChileLaden...

Laut dem Äquivalenzprinzip sind alle physikalischen Gesetze und Konstanten von Ort und Zeit unabhängig. Auf dieser Annahme baut die gesamte Kosmologie ihre Erklärungen und Modelle auf. Doch gänzlich auszuschließen ist es nicht, dass in der Geschichte des Universums – vor allem in seinen bewegten Jugendjahren – vermeintliche Konstanten einen anderen Wert hatten, als wir ihn heute messen. So legen beispielsweise einige Modelle der Dunklen Energie nahe, dass diese sich im Lauf der Jahrmilliarden verändert hat.

Um eine solche Variabilität von Naturkonstanten dingfest zu machen, hat ein Wissenschaftlerteam um Julija Bagdonaite von der Freien Universität Amsterdam das Lichtspektrum eines Quasars nun genau vermessen. Dabei zeigte sich, dass das Verhältnis von Protonen- und Elektronenmasse seit mindestens 12,4 Milliarden Jahren den gleichen Wert hat wie heute – zumindest innerhalb einer Genauigkeit von wenigen Millionsteln. Die Ergebnisse schränken dadurch auch die Möglichkeiten bestimmter Dunkle-Materie-Modelle erheblich ein.

Die Wissenschaftler zeichneten dazu am Very Large Telescope der ESO in Chile das Licht des Quasars auf. Dabei handelt es sich um einen extrem weit entfernten Himmelskörper, vermutlich ein Schwarzes Loch in einer sehr leuchtstarken jungen Galaxie, dessen Licht entsprechend lange unterwegs war, bis es auf die Erde traf. Das Besondere an diesem speziellen Quasar ist, dass sein Licht auf dem Weg zu uns eine 12,4 Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxie passierte.

Der molekulare Wasserstoff in dieser Galaxie absorbierte das Licht des Quasars und hinterließ dabei eine Art spektralen Fingerabdruck. Hätten Elektronen und Protonen seinerzeit ein anderes Massenverhältnis gehabt, hätte dies merkliche Spuren im Lichtspektrum hinterlassen. Bereits vor Kurzem hatte dieselbe Arbeitsgruppe Wasserstoff im Umfeld Weißer Zwerge auf Anzeichen für Veränderungen abgeklopft und war nicht fündig geworden. Die neuesten Ergebnisse bestätigen nun diesen Befund mit höherer Genauigkeit und für einen längeren Zeitrahmen.

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