Kan vi lita på naturlagarna?

Svar: I korthet är svaret på frågan om huruvida naturlagarna är oföränderliga att vi inte vet. En naturlag är en teoretisk beskrivning av hur naturen fungerar. Lagarna består av ekvationer som innehåller naturkonstanter, parametrar som inte kan förutsägas av teorin, utan som måste mätas. Ett exempel är gravitationskonstanten G (6,674×10^-11 Nm²/kg²) som används i Newtons gravitationslag.

Naturlagarna skulle förändras om naturkonstanterna gjorde det. Genom att studera universums utveckling kan man se om dessa har förändrats. Partikelfysikens standardmodell beskriver ett antal elementarpartiklar som bygger upp materia och växelverkar med varandra, där partiklarnas massor och laddningar är naturkonstanter. Standardmodellen klarar av att beskriva observationer av universum ända tillbaka till tiden strax efter big bang. Alltså verkar naturkonstanterna vara konstanta. 

En av standardmodellens naturkonstanter, som dock enligt vissa teorier skulle kunna vara lite föränderlig, är den så kallade finstrukturkonstanten α. Den beskriver hur starkt elektriskt laddade partiklar växelverkar med varandra. Forskare som studerat ljuset från mycket avlägsna kvasarer (aktiva galaxkärnor) har rapporterat svagt ändrade värden för α över miljarder år. Andra forskare har sett en liknande förändring när de jämfört dagens värde av α med det som verkar ha gällt i naturliga kärnreaktioner som skedde för 1,5 miljarder år sedan i uranmalmer i Västafrika. Men senare beräkningar av båda dessa observationer har inte kunnat visa på någon säker förändring.

Inga observationer eller experiment tyder alltså på att värdet av α eller andra naturkonstanter har ändrats under universums utveckling. Därmed kommer naturlagarna knappast att ändras framöver heller – men forskningen fortsätter.

Ljusets hastighet i vakuum är också en naturkonstant. Vi tror att denna gräns för hur fort saker kan röra sig även gällde under den snabba expansionen, som tros ha inträffat i det tidiga universum, trots att universum då växte snabbare än ljusets hastighet. Det kan låta som en motsägelse, men rymden själv kan mycket väl expandera snabbare än ljuset. Det är bara objekt eller signaler som rör sig i rymden som inte får göra det.

Rikard Enberg, universitetslektor i fysik vid Uppsala universitet.