利用红移射电吸收线测量基本常数的变化

最近出现了强有力的证据表明，在宇宙历史中精细结构常数 $\alpha\equiv e^2/\hbar c$ 存在变化。这是通过对红移光学类星体吸收光谱相对位置的详细研究得出的结论。然而，高红移处的{\it 射电}吸收线对 $\alpha$ 的宇宙学变化比光学谱线具有高得多的灵敏度。此外，通过比较各种射电跃迁，\HI、OH和毫米分子（例如CO）谱线，质子g因子 $g_p$ 和电子/质子质量比 $\mu\equiv m_e/m_p$ 的任何变化也可能受到约束。然而，目前展现出红移射电谱线的系统很少，且偏向于那些与光学选择的类星体相关的系统。凭借其前所未有的灵敏度、大带宽和宽视场，SKA将在巡天搜索不受尘埃消光影响的吸收体方面发挥至关重要的作用。预计这将产生全新的\HI ~和富含OH的系统样本，后者将被证明是寻找红移毫米波吸收体的有用诊断工具。除了通过这些盲巡天发现许多新系统外，SKA还将能够在当前光学样本中的更多系统中探测到\HI ~吸收——直到柱密度低至$\sim10^{17}$ \scm，或比当前极限灵敏度高$\gapp2$个数量级。凭借这些大样本以及纯射电比较可提供的高光谱分辨率，SKA将提供对早期宇宙中这些基本常数值的统计上可靠的测量，从而为大一统理论提供物理检验。