В то время как космический телескоп Ферми картировал небо гамма-лучей с беспрецедентным разрешением и чувствительностью, теперь он смог провести измерение, которое предоставило редкие экспериментальные свидетельства о самой структуре пространства и времени, объединенной как пространство-время. Теория относительности Эйнштейна утверждает, что все электромагнитное излучение проходит через вакуум с одинаковой скоростью. Ферми обнаружил два фотона гамма-излучения, которые сильно различались по энергии; все же, даже пройдя 7 миллиардов лет, два разных фотона прибыли почти одновременно.
10 мая 2009 года Ферми и другие спутники обнаружили так называемый короткий гамма-всплеск, обозначенный GRB 090510. Астрономы считают, что этот тип взрыва происходит при столкновении нейтронных звезд. Наземные исследования показывают, что событие произошло в галактике на расстоянии 7,3 миллиарда световых лет. Из множества фотонов гамма-излучения, полученных ЛАТ Ферми по вспышке длительностью 2,1 секунды, две обладали энергиями, различающимися в миллион раз. Тем не менее, пролетев около семи миллиардов лет, пара разошлась всего на девять десятых секунды.
«Это измерение исключает любой подход к новой теории гравитации, которая предсказывает сильное зависящее от энергии изменение скорости света», - сказал Майкельсон. «На одну часть из 100 миллионов миллиардов эти два фотона путешествовали с одинаковой скоростью. Эйнштейн все еще правит.
«Физики хотели бы заменить видение гравитации Эйнштейна - как это выражено в его теориях относительности - чем-то, что обрабатывает все фундаментальные силы», - сказал Питер Майкельсон, главный исследователь Большого телескопа Ферми, или LAT, в Стэнфордском университете в Пало-Альто, Калифорния. «Есть много идей, но мало способов их проверить».
Многие подходы к новым теориям гравитации изображают пространство-время как имеющие смещенную, пенистую структуру в физических масштабах, в триллионы раз меньшую, чем электрон. Некоторые модели предсказывают, что пенистый аспект пространства-времени заставит гамма-лучи с более высокой энергией двигаться немного медленнее, чем фотоны с более низкой энергией.
GRB 090510 продемонстрировал самые быстрые наблюдаемые движения: выброшенное вещество движется со скоростью 99,9995 процента скорости света. Гамма-излучение с самой высокой энергией, все еще наблюдаемое при вспышке - 33,4 миллиарда электрон-вольт или примерно в 13 миллиардов раз больше энергии видимого света - было получено в сентябре GRB 090902B. В прошлом году GRB 080916C вырабатывал наибольшую суммарную энергию, эквивалентную 9000 типичных сверхновых.
Заголовок ведущего изображения: На этой иллюстрации один фотон (фиолетовый) несет в миллион раз больше энергии другого (желтый). Некоторые теоретики предсказывают задержки перемещения фотонов с более высокой энергией, которые сильнее взаимодействуют с предполагаемой пенистой природой пространства-времени. Тем не менее, данные Ферми по двум фотонам от гамма-всплеска не показывают этого эффекта. Анимация ниже показывает задержку, которую ученые ожидали наблюдать. Кредит: НАСА / Сономский государственный университет / Авроре Симоннет
Источник: НАСА
