¿Indicios de una ruptura de la teoría de la relatividad? - Las Ciencias - 2020

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Anonim
El equipo del telescopio de rayos gamma MAGIC acaba de lanzar una preimpresión sorprendente (seguimiento de un trabajo anterior) que describe una búsqueda de un indicio de observación de la gravedad cuántica. Lo que han visto es que los rayos gamma de mayor energía de un destello extragaláctico llegan más tarde que los de baja energía. ¿Esto se debe a que viajan a través del espacio un poco más lento, contrariamente a uno de los postulados que subyacen a la teoría de la relatividad especial de Einstein, a saber, que la radiación viaja a través del vacío a la misma velocidad sin importar qué?

El equipo estudió dos focos de rayos gamma a mediados del 2005 en el agujero negro en el corazón de la galaxia Markarian 501. Compararon los gammas en dos rangos de energía, de 1.2 a 10 tera-electron-voltios (TeV) y de 0.25 a 0.6 TeV. El primer grupo llegó a la Tierra cuatro minutos después que el segundo. Un miembro del equipo, el físico John Ellis, del CERN, dice: "La importancia del tiempo de retraso es superior al 95%, y la magnitud del efecto está más allá de la sensibilidad de los experimentos anteriores".
O bien las gammas de alta energía se lanzaron más tarde (debido a la forma en que se generaron) o se propagaron más lentamente. El equipo descartó el efecto convencional más obvio, pero tendrá que hacer más para demostrar que la nueva física está funcionando; esta es una de esas situaciones en las que "las afirmaciones extraordinarias requieren evidencia extraordinaria". Pero si las gammas de alta energía realmente perdieron la carrera cósmica, estamos hablando de Big Discovery. Podría ser una forma de restringir la teoría de cuerdas, la gravedad cuántica de bucle y otras teorías de vanguardia.
La imagen básica es que las altas energías pueden causar fluctuaciones a pequeña escala en la forma del espacio-tiempo, que actuarían como lentes subatómicas. Cuanto mayor sea la energía del fotón, más podría inducir tal lente y más lento cubriría grandes distancias. Cuatro minutos no son un gran retraso en un viaje de medio billón de años, pero, de nuevo, no esperas mucho. A partir del retraso, puede deducir dónde se activa la gravedad cuántica. Algunas teorías predicen que el efecto es proporcional a la escala de gravedad cuántica, en cuyo caso ocurre a 5 x 1017 giga-electron-voltios (GeV). En otros, es proporcional al cuadrado de la escala, en cuyo caso el retraso implica 6 x 1010 GeV.
Necesito analizar esto un poco más, pero solo quería hacer llegar la noticia para que la gente reflexione.
Actualización (23 de agosto): Otro coautor, el teórico de cuerdas Dimitri Nanopoulos, de Texas A&M, me escribe: "Estoy muy entusiasmado con esto, porque como saben, sugerimos este efecto hace unos diez años y seguimos con varios análisis y / o mejoras. Teoria. Note que el 0.4 x 10.18 GeV es la típica escala de cuerdas !!!! "
Daniel Ferenc de la U.C. Davis en el equipo de MAGIC escribe: "Ha habido intentos de observar los retrasos en el tiempo en los brotes de rayos gamma y en los estallidos de rayos gamma, pero nunca hemos visto algo como esto … Debemos tener en cuenta que el efecto todavía puede ser inherente al proceso de emisión de rayos gamma en la fuente, aunque no es muy probable. Estamos aprendiendo rápidamente sobre dichos procesos de emisión en AGN a partir de los nuevos datos recopilados por MAGIC, HESS, VERITAS y CANGAROO, en coincidencia con los rayos X y la óptica. Mediciones, y sabremos más pronto ".
Actualización (24 de agosto): Estamos empezando a ver a los bloggers pesar, incluidos los inimitables Lubos Motl y Chris Lee en Ars Technica, aunque me sorprende que no haya más. Aquí finalmente obtenemos algunas observaciones que prueban la teoría de cuerdas, aunque solo sea de manera tentativa, y las personas que se han quejado en voz alta sobre la falta de tales observaciones se han silenciado.
Actualización (25 de agosto): Peter Woit ha intervenido ahora, aunque tiene menos que decir sobre el resultado de MAGIC en sí mismo que sobre un titular de Slashdot sobre su uso para probar la teoría de cuerdas. Creo que los comentarios de Woit no entienden el punto. Al igual que el perro caminante de Samuel Johnson, el hecho de que podamos hablar de sondear empíricamente la gravedad cuántica es notable.
Actualización (27 de agosto): La reacción es escéptica, y con razón. Aunque la precaución está ciertamente en orden, la razón principal por la que los físicos (incluida la propia Reacción) están interesados ​​es que podría indicar una violación de la relatividad especial.
Actualización (30 de agosto): Otro coautor, el teórico de cuerdas Nick Mavromatos de King's College London, dice esto: " Si el resultado no es un efecto fuente, y de una sola observación de un solo destello no se puede inferir con certeza; de hecho, constituiría una primera detección positiva de la dispersión (subluminal) de vacío. En nuestro documento, hemos argumentado que este efecto no se debe a un efecto de plasma convencional, pero como decimos en el documento, aún no podemos excluir otros efectos de origen que podrían causar retrasos en los fotones en la etapa de emisión … Para estar seguro que el efecto es un efecto de gravedad cuántica genuino, se debe observar también en todos los demás casos … especialmente en los estallidos de rayos gamma. Allí, la población estadísticamente significativa de ráfagas será decisiva para desenredar el efecto de una fuente ".

Los puntos de vista expresados ​​son los del autor (es) y no son necesariamente aquellos.