Далечно гама-изригване потвърди теорията на Айнщайн

Наблюденията на отдалечено гама-изригване потвърдили правотата на теорията на Айнщайн. Времето, за което излъчваните фотони трябва да стигнат до Земята, се вмъква във вече съществуващите представи за устройството на времето. Статията с тези изводи е публикувана в списание Nature.

В съвременната физика съществуват няколко теории, описващи глобалната природа на различни явления. Така особеностите на поведението на големите обекти (такива като планети, звезди и галактики) се обясняват от Общата теория за относителността. Събитията, произтичащи на ниво елементарни частици, се описват с помощта на квантовата механика.

Учените многократно са правили опити да обединят тези две теории така, че крайната теория да описва явленията на всички равнища. Досега нито един от вариантите на такава обща теория обаче не е получил експериментално потвърждение.

Авторите на новото изследване анализирали информация, събрана от телескопа Fermi. Тази орбитална обсерватория събира данни от източници на гама-лъчения в Космоса. Голяма част от тези източници представляват гама-изригванията – емисии на високоенергийни лъчения, възникващи, както се предполага, при колапс на неутронни звезди.

В дадения случай учените били заинтересувани от гама-изригването GRB 090510, фиксирано на 10 май 2009 г. в галактика, отдалечена от Земята на разстояние 7,3 млрд. светлинни години.

Учените определили времевата задръжка на пътя на фотоните с различни енергии, излъчени по време на гама-изригването. Корпускулярно-вълновият дуализъм подразбира, че фотонът едновременно се явява и частица, и вълна. Колкото по-висока е енергията на фотона, толкова по-малка се оказва дължината на вълната.

Поддръжниците на някои теории, обединяващи гравитацията и квантовата механика, предполагат, че пространство-времето не е еднородно, а се състои от дребни (около 10^-35 метра) гранули. Много къси вълни трябва да се „сблъскват“ с тези гранули и съответно времето на техния път да се увеличава.

Новите наблюдения показват, че това предположение не се потвърждава. Високоенергийните фотони наистина достигат Земята по-късно от другите, но дължината на задръжката – 0,829 секунди, е недостатъчна, за да потвърди съществуването на каквато и да е алтернативна теория.

Физиците периодично се опитват да потвърдят или отхвърлят едни или други теории. Така проверката на „работоспособността“ на една от тях – т.нар. Стандартен модел, е една от целите на създаването на Големия адронен колайдер. Освен това неотдавна специалистите публикуваха доказателства, потвърждаващи „работоспособността“ на Общата теория на относителността.

Астрономите, работещи на телескопите VLBA, провели много точни измервания на гравитационното отклонение на лъчението. Полученият резултат много добре се съгласува с теоретичните предсказания в рамките на Общата теория на относителността (ОТО) на Айнщайн.

В рамките на ОТО се предполага, че близо до масивни обекти пространство-времето се изкривява. Този ефект се проявява в изменения път на светлината заедно с такива обекти. Първото експериментално доказателство на това предположение било получено през 1919 г., но точността на направените тогава наблюдения била недостатъчна за еднозначното признание на правотата на Айнщайн.