Загадка гамма-всплеска: когда скорость света непостоянна ⚡ экспресс
Установка «Ковёр-3» зарегистрировала фотон с энергией 300 ТэВ от гамма-всплеска GRB 221009A спустя 4536 с после триггера Fermi-GBM. Если связь с GRB реальна, возникают две трудности: фотон должен был поглотиться внегалактическим фоновым излучением, и он зафиксирован уже после спада ТэВ-послесвечения, наблюдавшегося LHAASO. Показано, что нарушение Лоренц-инвариантности (LIV), возникающее в низкоэнергетическом пределе некоторых теорий квантовой гравитации, может разрешить обе проблемы, сдвигая пороги взаимодействия частиц и вызывая энергозависимую задержку времени прилёта. Анализ параметров LIV в предположении, что фотон 300 ТэВ принадлежит послесвечению, даёт строгие ограничения: LIV первого порядка исключён, тогда как эффективный масштаб для второго порядка субсветового LIV составляет E_LIV2 = 1.30_{-0.35}^{+0.56} × 10⁻⁷ E_Pl (95.4% уровень достоверности), что согласуется со всеми наблюдательными данными.
В октябре 2022-го гамма-всплеск GRB 221009A, рождённый коллапсом звезды в чёрную дыру, стал ярчайшим в истории. Спустя час детектор поймал одиночный фотон с энергией 300 ТэВ: как у комара, сжатого в субатомной частице. По Стандартной модели, такой фотон должен рассеяться на фоновом свете расширяющейся Вселенной, а он пролетел миллиарды лет целым и вдобавок опоздал.
Объяснение ищут в нарушении постоянства скорости света. Это как с поездами: для сверхскоростного экспресса рельсы чуть прогибаются, меняя время в пути. В квантовой гравитации, примиряющей идеи Эйнштейна и квантов, допускается подобное: при колоссальной энергии скорость света едва заметно колеблется. Это объяснило бы и «непробиваемость» фотона, и задержку. Эффект ничтожен и заметен лишь на планковских масштабах, где, по Хокингу, пространство-время бурлит.
Ирония судьбы: всплеск прозвали BOAT (Brightest Of All Time, «лодка»), но пойманный фотон — лишь капля от энергии, вырвавшейся из чёрной дыры. Переменчивая скорость света сулит новую физику и немыслимые технологии.
🎯 Гамма-всплеск прозвали BOAT (лодкой), но пойманный фотон — лишь капля от его полной энергии.
🎬 Идею меняющейся скорости света обыграли фантасты, например в романе «Спин» Роберта Чарльза Уилсона.