Спустя более ста лет после фундаментальных открытий, ставших основой специальной теории относительности, физики продолжают искать мельчайшие изъяны в принципе постоянства скорости света. Существующие противоречия между квантовой механикой и общей теорией относительности наталкивают ученых на мысль о возможных нарушениях лоренц-инвариантности при экстремально высоких энергиях. Попытки объединить гравитацию и квантовую физику в единую систему часто приводят к гипотезам, в которых привычные законы мироздания могут работать несколько иначе, чем мы привыкли думать.
Группа исследователей решила проверить эти теоретические предположения, используя астрофизические данные беспрецедентной точности. Команда ученых под руководством специалистов из Автономного университета Барселоны проанализировала поведение гамма-лучей сверхвысоких энергий. Основная идея эксперимента заключалась в поиске зависимости скорости распространения света от энергии фотона, что предсказывается некоторыми современными моделями квантовой гравитации.
Согласно этим теориям, более энергичные фотоны должны перемещаться в пространстве с немного иной скоростью, чем частицы с низкой энергией. Хотя предполагаемое отклонение является ничтожно малым, на огромных космических расстояниях оно могло бы привести к заметной задержке времени прибытия частиц на Землю. Ученые применили передовые статистические методы к массиву существующих наблюдений за далекими активными источниками гамма-излучения, чтобы выявить потенциальные нарушения Стандартной модели.
Несмотря на надежды обнаружить отклонения и тем самым поставить под сомнение незыблемые постулаты Эйнштейна, исследователям снова не удалось зафиксировать никаких нарушений лоренц-инвариантности. Тем не менее, проделанная работа имеет большое значение для науки, так как полученные результаты позволили уточнить существующие ограничения точности на порядок величины. Это в очередной раз подтверждает, что даже в самых экстремальных условиях Вселенной скорость света остается неизменной константой.
Научное сообщество не планирует останавливаться на достигнутом и продолжит эксперименты по проверке предсказаний теорий квантовой гравитации. Большие надежды в этом направлении возлагаются на инструменты следующего поколения, такие как строящаяся Обсерватория массива черенковских телескопов. Новое высокотехнологичное оборудование должно значительно улучшить возможности человечества по детектированию гамма-лучей от далеких космических объектов и проведению еще более точных измерений параметров пространства-времени.