Einstein sigue mandando. La carrera de los fotones acabó en empate

Puesto que el Telescopio Espacial Fermi ha trazado mapas de rayos gamma del cielo con una resolución y sensibilidad sin precedentes, ahora se puede realizar una medida que ha supuesto una extraña evidencia experimental sobre la verdadera estructura del espacio y el tiempo, unificados como espacio-tiempo. La teoría de Einstein sobre la relatividad afirma que toda la radiación electromagnética viaja a través del vacío a la misma velocidad. Fermi detectó dos fotones de rayos gamma con energías bastante diferentes; aún después de haber viajado 7000 millones de años, estos dos fotones diferentes llegaron casi simultáneamente.

En esta ilustración, un fotón (púrpura) transporta un millón de veces más energía que otro)

El 10 de mayo de 2009, Fermi y otros satélites detectaron un brote corto de rayos gamma, llamado GRB 090510. Los astrónomos creyeron que este tipo de estallido ocurre cuando colisionan los neutrones. Los estudios en tierra mostraron que este suceso tuvo lugar en una galaxia a 7300 millones de años-luz de distancia. De los muchos fotones de rayos gamma que detectó el instrumento LAT de Fermi del estallido de 2,1 segundos, dos tenían energías que diferían del orden de millones de veces. Aún después de viajar unos 7 mil millones de años, el par de fotones llegó con una separación de nueve décimas de segundo.

Algunos teóricos predicen retrasos en el viaje para los fotones de alta energía, que interactúan con más fuerza con la naturaleza espumosa propuesta para el espacio-tiempo. Los datos de Fermi no muestran este efecto en absoluto. La carrera de los fotones acabo en empate.

"Esta medida elimina cualquier enfoque de una nueva teoría de la gravedad que prediga una fuerte dependencia de la energía en la velocidad de la luz" explicó Peter Michelson, investigador principal del Telescopio LAT de Fermi de la Universidad de Palo Alto, California. "Con una precisión de una parte entre 100.000 billones, estos fotones viajaron a la misma velocidad. Eintein todavía sigue mandando."

"A los físicos les gustaría reemplazar la visión de la gravedad de Einstein, como ya está expresado en sus teorías de la relatividad, con algo que maneje todas las fuerzas fundamentales", explicó Michelson. "Existen muchas ideas, pero pocas formas de probarlas."

Representación artística de Fermi en el espacio

Muchos enfoques de nuevas teorías de la gravedad imaginan que el espacio-tiempo teniendo un desplazamiento, como una estructura espumosa a escalas físicas trillones de veces más pequeñas que el electrón. Algunos modelos predicen que el aspecto espumoso del espacio-tiempo produciría que los fotones de alta energía se moviesen ligeramente más despacio que los fotones de menor energía.

GRB 090510 desplego los movimientos más rápidos observados hasta ahora, con materia eyectada moviendose al 99,99995 % de la velocidad de la luz. Los rayos gamma de mayor energía que se han observado hasta ahora de un estallido (334.000 millones de electrón-voltios o unas 13.000 millones de veces la energía de la luz visible) procedieron del GRB 090902B de septiembre. El pasado año GRB 080916C produjo la mayor energía total equivalente a 9000 supernovas típicas.

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Publicado en Odisea cósmica