Наблюдения удаленного гамма-всплеска подтвердили правомерность теории Эйнштейна. Время, которое испущенные фотоны затратили на дорогу до Земли, укладывается в рамки существующих представлений об устройстве пространства-времени. Статья, в которой эти выводы изложены подробно, опубликована в журнале Nature. Кратко работа описана на портале Nature News.
В современной физике существует несколько теорий, описывающих "глобальную" природу различных явлений. Так, особенности поведения крупных объектов, таких как планеты, звезды и галактики, объясняет общая теория относительности. События, происходящие на уровне элементарных частиц, описывают при помощи квантовой механики. Ученые многократно предпринимали попытки объединить эти две теории с тем, чтобы результирующая теория описывала явления на всех уровнях. До сих пор ни один из вариантов такой общей теории не получил экспериментального подтверждения.
Авторы новой работы анализировали информацию, собранную телескопом "Ферми". Эта орбитальная обсерватория собирает данные об источниках гамма-излучения в космосе. Немалую часть таких источников составляют гамма-всплески - выбросы высокоэнергетического излучения, происходящие, предположительно, при коллапсе нейтронных звезд. В данном случае ученые заинтересовались гамма-всплеском GRB 090510, зафиксированным 10 мая 2009 года в галактике, которая удалена от Земли на расстояние 7,3 миллиарда световых лет.
Исследователи определяли задержку во времени пути фотонов различных энергий, испущенных во время гамма-всплеска. Корпускулярно-волновой дуализм подразумевает, что фотон одновременно является и частицей и волной. Чем выше энергия фотона, тем меньше оказывается длина волны. Сторонники некоторых теорий, объединяющих гравитацию и квантовую механику, полагают, что пространство-время не однородно, а состоит из крошечных (около 10-35 метра) гранул. Очень короткие волны должны "спотыкаться" об эти гранулы и, соответственно, время их пути будет увеличиваться.
Новые наблюдения показали, что это предположение не подтверждается. Высокоэнергетические фотоны действительно достигли Земли позже остальных, однако длительность задержки - 0,829 секунды - недостаточна для того, чтобы подтвердить какую-либо альтернативную теорию.
Физики регулярно пытаются подтвердить или опровергнуть те или иные теории. Так, проверка "работоспособности" одной из них - так называемой Стандартной Модели - была одной из целей создания Большого адронного коллайдера. Кроме того, недавно специалисты, анализирующие данные, полученные комплексом телескопов VLBA, опубликовали доказательства, подтверждающие "работоспособность" ОТО.