Vesmír je plný vodíku, obklopuje nás v zložitej priestorovej štruktúre, ako to ukazuje aj obrázok vyššie. Svetlo hviezd, ale v prípade veľmi vzdialených objektov skôr galaxií a kvazarov prechádzajú cez tieto mračná a časť z nich je pohltená. Toto pohltenie má kvantové vlastnosti a v tom je nepodobné červenkastej farbe slnka pri západe (ktoré vzniká v dôsledku rozptylu na čiastočkách prachu a tiež molekulách plynu). Kvantový efekt sa prejavuje v tom, že zo svetla vzdialených objektov, ktoré sú podobne svetlu nášho Slnka tiež zmesou všetkých možných farieb (spomeňte si na dúhu), sa pohltí len veľmi špecifická farba, kým ostatné farby prechádzajú vodíkovými mračnami bežným spôsobom.
Kvazary, ktoré sú veľmi vzdialené objekty, ale majú mimoriadne intenzívne vyžarovanie, sú viditeľné aj zo vzdialenosti 12 miliárd svetelných rokov. Ich svetlo prechádza množstvom mračien (obrázok vyššie ukazuje len naše malé relatívne blízke okolie, hrana kocky má dĺžku 30 miliónov svetelných rokov). Vesmír sa rozpína, čím je nejaký objekt od nás ďalej, tým väčšou rýchlosťou sa vzďaľuje. To je pravda aj medzi inými objektmi, nie len pre Zem a Vesmír. V dôsledky Dopplerovho efektu sa posúvajú vlnové dĺžky vzďaľujúcich sa objektov smerom k väčším vlnovým dĺžkam. Vďaka tomu po postupnom prechode vodíkovými mračnami sa zo spektra kvazarov "vykusuje" (absorbuje) svetlo charakteristické pre vodík na nových a nových miestach.

Predstavte si to nasledovne. Zoberte si pás celofánu na potraviny, ktoré predstavuje všetky možné farby svetla. Odmeriame 5 cm od kraja a urobíme tam čiaru, označujúc špecifickú vlnovú dĺžku (farbu), ktorá bola vodíkovým mračnom pohltená. Svetlo putuje ďalej, v dôsledku Dopplerovho javu sa naťahujú vlnové dĺžky -- natiahneme celofánový pás. Keď svetlo dorazí k ďalšiemu mračnu, zase pohltí svetlo tej istej špecifickej farby, čo znamená, že urobíme zase čiaru 5 cm od kraja celofánu. Keďže celofán sme natiahli, táto čiara je inde, než tá predchádzajúca. A takto môžeme pokračovať ďalej. Po prechode množstvom mračien vznikne celá séria čiar (tak, ako sa celofán naťahuje a neustále predlžuje, aj vlnová dĺžka svetla sa neustále predlžuje). Séria čiar, ktorú potom pozorujeme tu, na Zemi, sa nazýva Lymanov strom a vypovedá o rozložení vodíkových mračien medzi nami a kvazarom, ktorého svetlo sme pozorovali a ktorého svetlo je posiate špecifickými čiarami po prechode jednotlivými mračnami.
Situácia je mierne komplikovaná tým, že nie vodíkové mračná nepohlcujú svetlo len na jedinej vlnovej dĺžke, ale na viacerých vlnových dĺžkach, ktoré majú presnú štruktúru (tzv. jemná štruktúra).

Pohľad na niekoľko kvazarov. Presne neviem čo sú zač, len predpokladáme, že sa jedná o obnažené jadrá galaxií v rannej fáze vývoja -- supermasívne čierne diery, do ktorých padá ešte stále obrovské množstvo hmoty, ktorá je potom zdrojom ich neuveriteľnej svetelnosti. Poďakovanie: John Bahcall (Institute for Advanced Study, Princeton), Mike Disney (University of Wales), and NASA

Nedávno vznikla myšlienka, že z týchto čiar sa dá usúdiť na stálosť univerzálnych fyzikálnych konštánt, ako rýchlosť svetla vo vákuu, veľkosť elementárneho náboja a iné. Univerzálne konštanty, riadiace fyzikálne procesy sa môžu (teoreticky) v čase meniť. Mohli byť iné v rannom vesmíre, ako dnes. Konkrétne, meranie závislosti rýchlosti svetla na veku vesmíru je zatiaľ nerozhodné. Jedny pozorovania potvrdili zmenu rýchlosti svetla vo vákuu a jedny nepotvrdili (stav je teda 1:1).
Nedávno sa pustilo do novej série meraní, kde sa zameralo na meranie pomeru hmotnosti protónu m_p a elektrónu m_e. Tento pomer m=m_p/m_e =1836,1526726 sa dá v laboratórnych podmienkach veľmi presne merať.
Od hodnoty m však závisí hodnota vlnových dĺžok, na ktorých vodíkové mračná pohlcujú svetlo (spomínaná jemná štruktúra). Lymanov strom je potom správou z vesmírneho laboratória, či, a keď áno, ako sa menila hodnota m. Prekvapujúcim výsledkom je, že merania s veľkou presnosťou potvrdzujú, že táto hodnota za posledných 12 miliárd rokov poklesla (veľmi nepatrne, lebo Dm/m= 10^-5, ale chyba merania je skoro vylúčená -- Dm/m predstavuje zmenu pomeru hmotnosti protónu a elektrónu).

K overeniu bude treba ďalších meraní, ale nová laserová technika (Nobelova cena za fyziku v roku 2005) už dokonca výhľadovo umožňuje meranie zmien v univerzálnych konštantách aj v rozpätí niekoľkých rokov, teda overenie v laboratórnych podmienkach.

Zaujímavosť
Svojho času, keď hodnota pomeru hmotnosti protónu a elektrónu bola známa len s menšou presnosťou, bol uverejnený, zrejme, najkratší článok v histórii vedy, ktorý poznamenal ako kuriózyum, že pomerhmotnosti protónu a elektrónu je 6 násobkom piatej mozniny čísla p. Plné znenie článku si môžete pozrieť tu (je to skutočne celý článok). Dnes poznáme túto hodnotu presnejšie (1836,1526726) a je vidieť, že Lenzova zhoda je len náhodou :-). Zatiaľ nemáme k dispozícii teóriu, ktorá by dokázala povedať, že prečo je pomer hmotnosti týchto dvoch častíc taká aká je.

Ako dlho putuje svetlo z najvzdialenejších kvazarov?
Odpoveď:

-AT-