Cambiamento della velocità della luce in dipendenza dall’energia
Dopo una corsa di 7,3 miliardi di anni due fotoni di raggi gamma sono arrivati al traguardo – i sensori del Fermi Gamma-ray Space Telescope – distanziati di appena nove decimi di secondo, nonostante uno dei due possedesse un milione di volte più energia dell’altro, confermando le teorie eisteiniane e ponendo un’ipoteca su alcune delle più recenti teorie rivali sulla struttura dell’universo.
I fotoni erano stati lanciati nello spazio da un brevissimo GRB (gamma-ray burst) – e precisamente dal GRB 090510 – un’improvvisa brillante emissione di radiazioni provocata dalla collisione di due stelle a neutroni durata appena 2,1 secondi.
Secondo Einstein nello spazio-tempo tutte le forme di radiazione viaggiano nel vuoto alla stessa velocità, ma altre teorie della gravità ipotizzano che a una scala miliardi di volte inferiore a quella delle dimensioni dell’elettrone lo spazio-tempo abbia una struttura “schiumosa”, che inciderebbe sulla propagazione dei fotoni di raggi gamma in misura diversa a seconda della loro energia.
Per quanto nella fisica delle particelle anche una discrepanza minuta possa nascondere differenze molto significative, una differenza di nove decimi di secondo accumulata in un viaggio durato oltre sette miliardi di anni è talmente piccola da essere molto verosimilmente dovuta a specifici particolari del processo di generazione del GRB piuttosto cha a una deficienza nella teoria di Einstein, osservano i ricercatori.
“Questa misurazione scarta le nuove teorie sulla gravità che prevedono un cambiamento della velocità della luce in dipendenza dall’energia”, osserva Peter Michelson della Stanford University, che ha eseguito la misurazione il 10 maggio scorso e firma con i collaboratori un articolo pubblicato on line su sito di “Nature”. “Con uno scarto di una parte su 100 milioni di miliardi, i due fotoni hanno viaggiato alla stessa velocità. Einstein continua a funzionare.”
Da molti decenni i fisici sono alla caccia di una teoria che riesca a unificare tutte e quattro le forze presenti nell’universo. Il modello standard della fisica delle particelle è riuscito a unificarne tre: l’elettromagnetismo, la forza forte (che tiene coesi i nuclei atomici) e la forza debole (responsabile, fra l’altro, del decadimento radioattivo). Ma la gravità è sempre sfuggita alle capacità di integrazione di questo modello; d’altra parte neppure la relatività einsteiniana riesce a unificare tutte e quattro le forze. Per questo sono state sviluppate numerose teorie.
“I fisici vorrebbero rimpiazzare la visione einsteiniana della gravità con qualcosa in grado di trattare contemporaneamente tutte le forze fondamentali. Le idee sono molte, ma non ci sono molti modi per sottoporle a test.” I due fotoni hanno fornito uno dei rarissimi dati sperimentali di questo tipo sulla struttura dello spazio-tempo.
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