Relação das massas de elétrons e prótons é muito antiga

A constatação dos cientistas confirma a permanência das leis da Natureza

(Scientific American Brasil) A massa do próton em relação à sua contraparte muito mais leve, o elétron, é conhecida com grande precisão: o próton tem 1836,152672 vezes a massa do elétron. Mas será que foi sempre assim?

De acordo com uma nova pesquisa que trata o cosmo como um grande laboratório de física fundamental, isso é bem possível. O estudo de uma galáxia distante sugere fortemente que a relação entre próton e elétron, denotada pela letra grega mi (µ), permaneceu essencialmente constante por pelo menos metade da idade do Universo. As descobertas apareceram online em 13 de dezembro, na Science.

Julija Bagdonaite e seus colegas da VU University Amsterdam usaram o Rádio Telescópio Effelsberg, de 100 metros, (acima, à esquerda) para medir a absorção de radiação do metanol, uma forma de álcool, no Universo antigo. O metanol (CH3OH) deixa muitas linhas de absorção em um espectro de luz, devidas aos vários estados rotacionais da molécula, e a interação entre esses estados depende das massas relativas de seus prótons e elétrons constituintes.

Os pesquisadores detectaram linhas de absorção de metanol pelo sistema de lentes gravitacionais chamado PKS1830-211 – por sorte alinhado com uma galáxia distante atingida por uma fonte de radiação ainda mais distante.

A galáxia ‘da frente’ tem um desvio para o vermelho de 0,89, o que significa que sua luz viaja o cosmos há mais ou menos metade dos 13,7 bilhões de anos que se passaram desde o big bang. (O desvio para o vermelho é uma medida empírica usada para avaliar vastas distâncias cósmicas.)

A gravidade da galáxia curva ondas de rádio do objeto de fundo – um buraco negro supermassivo ativo chamado de blazar – e deixa sua própria assinatura espectral no processo, devido à presença de metanol e outras moléculas na galáxia. “As absorções das ondas de rádio ocorreram há sete bilhões de anos”, informou Bagdonaite em uma declaração preparada. “E as ondas de rádio viajando para a Terra carregam as impressões digitais das moléculas de metanol no passado distante”.

Ela e seus colegas determinaram que o metal no sistema PKS1830-211 se comporta exatamente como previsto – os elétrons e prótons das moléculas antigas tinham massas relativas indistinguíveis das que são medidas em laboratórios na Terra atualmente. O valor mi(µ) há sete bilhões de anos, concluíram os pesquisadores, não poderia ser diferente do valor atual em mais de 0,00001%.

Qualquer divergência de uma relação próton-elétron estável invalidaria uma suposição fundamental da física – que as leis da natureza permanecem as mesmas onde quer (e quando quer) que se olhe. Então é reconfortante saber que – pelo menos em um aspecto fundamental – quanto mais o Universo muda, mais ele permanece o mesmo.