La velocitat de la llum és constant, com va predir Einstein, o varia segons l'energia?

El gener del 2019 el satèl·lit Swift va detectar un esclat de raig gamma (GBR, en anglès) i va avisar l'observatori astronòmic de l'illa de La Palma, a les Canàries.

50 segons després de l'inici de l'esclat, els telescopis MAGIC de l'observatori van començar a recollir dades del GBR, la primera des de fa 15 anys que està en marxa aquesta recerca.

L'interès d'aquesta observació era aconseguir proves per verificar efectes de la gravetat que preveu la física quàntica, i que contradirien la teoria de la relativitat.

Un cataclisme de fa 4.500 milions d'anys

Segons algunes teories quàntiques, la velocitat de la llum no és constant en l'espai-temps, tal com va predir Einstein, sinó que depèn de l'energia que tinguin els fotons.

Però la diferència de velocitat seria tan minúscula que només es podria detectar i verificar en el cas que l'inici del viatge de la llum hagués estat fa milers de milions d'anys.

És el cas del GBR analitzat a les Canàries: l'explosió còsmica que el va generar es va produir fa 4.500 milions d'anys, quan la Terra encara s'estava formant i segurament no hi existia cap mena de forma de vida.

Comparar els temps d'arribada

Segons Daniel Kerszberg, investigador de l'Institut de Física d'Altes Energies, l'IFAE de la UAB, l'efecte que buscaven amb l'observació de les Canàries és l'anomenada "violació de la invariància de Lorentz", LIV, en anglès:

"Per saber si els raigs gamma viatgen a diferents velocitats, hauríem de ser capaços de comparar els temps d'arribada de raigs gamma que van ser emesos pel GRB en el mateix moment."

"Com que no és possible saber el moment precís de l'emissió de fotons individuals, normalment utilitzem variacions temporals sobtades del senyal per reconèixer fotons que van ser probablement emesos al mateix temps."

No van trobar aquesta "violació", sinó que només van registrar una baixada gradual del GBR, però, malgrat això, la recerca es considera valuosa, perquè ha mostrat els límits a les teories possibles.

I així han titulat l'article sobre la recerca, publicat a la revista Physical Review Letters: "Límits en la violació de la invariància de Lorentz en l'observació MAGIC de GRB190114C".

Segons Javier Rico, també investigador de l'IFAE, aquesta recerca els permet precisar més recerques futures:

"Les teories que han quedat excloses per mesures anteriors i per aquesta, ja estan excloses, i ara podem dissenyar la recollida de mesures per detectar les que encara són possibles."

15 anys d'espera

Rico explica que fa 15 anys que busquen aquest tipus de GRB, però que fins fa un any i mig no en van aconseguir detectar cap de prou potent com per tenir rellevància científica.

La importància d'aquest rau en la potència energètica amb què va arribar a la Terra, de la qual es van detectar fins a un miler de partícules, suficients per analitzar-ne el fenomen.

Al món hi ha dos telescopis més com el MAGIC de l'illa de La Palma, situat al Roque de los Muchachos, a més de 2.000 metres d'alçada.

Estan especialitzats en detectar raigs gamma, les radiacions de més alta energia, i serveixen per estudiar cataclismes còsmics com supernoves o quàsars.