В прошлом году астрофизики зафиксировали самый мощный в истории наблюдений гамма-всплеск (GRB 190114C). Далёкая галактика выплеснула колоссальную вспышку мощностью в диапазоне 2 ТэВ. Это событие удивительно само по себе, но учёные пошли дальше и устроили очередную проверку теории относительности. Исследование основано на фундаментальном принципе специальной теории относительности, называемом инвариантностью скорости света, который гласит, что независимо от того, где вы находитесь во Вселенной, скорость света в вакууме остаётся неизменной. Казалось бы, что тут проверять? Теория квантовой гравитации говорит, что инвариантность скорости света может нарушаться при очень высоких энергиях, но теория относительности предполагает, что эти энергии могут быть на порядки ниже (причины сейчас не рассматриваем).
Задача проверки скорости света в вакууме в зависимости от мощности источника излучения, мягко говоря, нетривиальная. Наших знаний о процессах, происходящих в астрономических объектах способных порождать такие всплески, недостаточно точны. Ну а для того, чтобы обнаружить малейшее потенциальное расхождение в скоростях фотонов разных энергий, необходимо, чтобы источник вспышки был невероятно далеко, как и получилось с GRB 190114C, расположенным в 4,5 млрд. св. лет от нас. Именно расстояние и высокая энергия излучения позволили провести уникальный тест конкретной модели нарушения инвариантности скорости света, в которой связь между энергией фотона и скоростью квадратична. В итоге, астрофизики установили, что в данном случае, при энергии 2 ТэВ, скорость света остаётся неизменной. Что это значит?
С одной стороны, мы получили новое экспериментальное доказательство некоторых постулатов теории относительности, но с другой — результаты работы накладывают ограничения на эффекты квантовой гравитации, которая предсказывает нарушение инвариантности скорости света на невообразимых энергиях в 1,22х10^16 ТэВ, а, согласно текущим расчётам теории относительности, оно может произойти при энергиях, начиная с 5,6×10^7 ТэВ. Судя по всему, будущие наблюдения за более удалёнными источниками быстрых радио-всплесков позволят ужесточить это ограничение. Ну а пока скорость света в вакууме неизменна. Подписывайтесь на S&F, чтобы первыми узнавать самое интересное из мира науки, техники и технологий, и делитесь ссылкой на канал с друзьями и в социальных сетях. Ещё у меня есть канал в Telegram и чат для дискуссий на научные темы. Берегите себя и своих близких. Спасибо, что читаете.
