لغز انفجار أشعة غاما: عندما لا تكون سرعة الضوء ثابتة ⚡ экспресс
رصدت منشأة «كوفير-3» فوتونًا بطاقة 300 تيرا إلكترون فولت من انفجار أشعة جاما GRB 221009A بعد مرور 4536 ثانية من إشارة مرصد فيرمي-جي بي إم (Fermi-GBM). إذا كانت العلاقة مع الانفجار حقيقية، فهناك صعوبتان: كان ينبغي أن يُمتص الفوتون بواسطة الإشعاع الخلفي خارج المجرة، وقد سُجّل بعد أن كان الوهيج في نطاق التيرا إلكترون فولت، الذي رصده مرصد لاسو (LHAASO)، قد تضاءل. لقد تبين أن انتهاك ثبات لورنتس (LIV) الناشئ في حد الطاقة المنخفضة لبعض نظريات الجاذبية الكمية يمكنه حل المشكلتين، عن طريق إزاحة عتبات تفاعل الجسيمات وإحداث تأخير زمني في الوصول يعتمد على الطاقة. يعطي تحليل معاملات LIV، بافتراض أن الفوتون ذا طاقة 300 تيرا إلكترون فولت ينتمي إلى الوهيج، قيودًا صارمة: إن LIV من الدرجة الأولى مستبعد، بينما المقياس الفعال لـ LIV من الدرجة الثانية تحت سرعة الضوء هو E_LIV2 = 1.30_{-0.35}^{+0.56} × 10⁻⁷ E_Pl (بمستوى ثقة 95.4٪)، وهو ما يتوافق مع جميع البيانات الرصدية.
في أكتوبر 2022، أصبح انفجار أشعة غاما GRB 221009A، الناتج عن انهيار نجم إلى ثقب أسود، الأكثر سطوعًا في التاريخ. بعد ساعة، التقط الكاشف فوتونًا منفردًا بطاقة 300 تيرا إلكترون فولت: مثل طاقة بعوضة مضغوطة في جسيم دون ذري. وفق النموذج القياسي، ينبغي أن يتشتت هذا الفوتون بفعل ضوء الخلفية لـللكون المتوسع، لكنه عبر مليارات السنين سالمًا وتأخر أيضًا.
يُبحث التفسير في انتهاك ثبات سرعة الضوء. الأمر أشبه بالقطارات: بالنسبة للقطار السريع جدًا، تنحني القضبان قليلًا، مما يغير زمن الرحلة. في الجاذبية الكمومية، التي توفق بين أفكار أينشتاين ونظرية الكم، يُسمح بذلك: عند طاقة هائلة، تتذبذب سرعة الضوء بشكل طفيف. وهذا قد يفسر كلاً من 'حصانة' الفوتون والتأخير. التأثير ضئيل ولا يُلاحظ إلا على مقاييس بلانك، حيث، وفقًا لـهوكينغ، يكون الزمكان مضطربًا.
سخرية القدر: أُطلق على الانفجار اسم BOAT (اختصارًا لـ Brightest Of All Time، أي 'قارب')، لكن الفوتون الملتقط ليس إلا قطرة من الطاقة المنبعثة من الثقب الأسود. سرعة الضوء المتغيرة تبشر بفيزياء جديدة وتقنيات لا تُصدق.
🎯 أُطلق على انفجار أشعة غاما اسم BOAT (قارب)، لكن الفوتون الملتقط ليس إلا قطرة من طاقته الكلية.
🎬 لقد استغل كتاب الخيال العلمي فكرة سرعة الضوء المتغيرة، كما في رواية 'سبين' لروبرت تشارلز ويلسون.