Az elméleti fizika nagy vitája: tévedhet a speciális relativitáselmélet?

A Lorentz-invariancia, vagyis az az elképzelés, hogy az univerzum minden pontján ugyanazok a fizikai törvények érvényesek, a speciális relativitáselmélet egyik alappillére. Ennek ellenére sok tudós próbálja ma is egyesíteni Einstein relativitáselméletét a kvantumtérelmélettel, ám az ilyen „kvantumgravitációs” modellek közül jó néhány megsértené ezt az invarianciát. Ezek szerint minimális, de kimutatható különbség lehetne a különböző energiájú fotonok fénysebessége között. Ez a feltételezés viszont most elvesztette a talajt a lába alól: csillagászati mérések során ugyanis nem találtak ilyen eltéréseket.

Új vizsgálatok, szigorúbb határok

A kutatók a Standard Model Extension (SME) elmélet által jósolt invarianciasértéseket keresték. Mivel a fotonok sebességének eltérése túl kicsi ahhoz, hogy közvetlenül mérni lehessen, gamma-sugárzást kibocsátó pulzárokat, aktív galaxismagokat és gammakitöréseket vizsgálva nézték, hogy a nagy energiájú fotonok késnek-e a kisebb energiájúakhoz képest. Ha lett volna eltérés, több milliárd kilométeres utazás után érzékelhető időbeli csúszásnak kellett volna jelentkeznie, de ezt nem figyelték meg.

Még szorosabb korlátok az elméletre

A vizsgálat nem cáfolta meg az SME elméletet, de korábbi határainál másfélszer szigorúbb korlátokat állapított meg arra, milyen mértékben sérülhet a Lorentz-invariancia. Az elemzés módszertana lehetővé teszi, hogy a jövőbeni méréseket könnyebben beépítsék az elméleti keretbe. Az eredmények tehát továbbra is a relativitáselmélet oldalán állnak — még ha a matematika „egyszerűségét” most másképp is értelmezik a kutatók.

2025, adrienne, hackaday.com alapján