domingo, 1 de noviembre de 2009

Establecen límites en la velocidad de la luz por gravedad cuántica

Una explosión de rayos gamma detectada por el observatorio espacial Fermi ha permitido
a los científicos establecer el límite superior en la escala que mide el grado en que los efectos de la gravedad cuántica alteran la velocidad de la luz, según recoge un estudio que esta semana publica la revista Nature.

En la investigación ha participado el Instituto de
Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC-CSIC).

El observatorio espacial Fermi (de la NASA y otras agencias) ha detectado una explosión
de rayos gamma “muy corta y muy luminosa”, denominada GRB 090510, según confirma
a SINC Diego Fernando Torres, del IEEC-CSIC y uno de los cerca de 200 investigadores
que han participado en un estudio que esta semana publica Nature.

“El análisis de esta explosión ha permitido detectar un fotón de muy alta energía a menos

de un segundo del inicio de la detección a menores energías”, explica Torres.

Fermi posee dos telescopios, uno de rayos X de bajas energías (el GBM,

que observa a energias de 8-40 keV) y otro de rayos gamma de altas energías

(Large Area Telescope, que observa a energías mayores a 100 MeV).

“La detección efectuada permite poner cotas a la posible dispersión de la velocidad

de la luz (como predicen las teorías de gravedad cuántica, sobre todo cuando

la energía del fotón es muy alta), que es además una forma de violación de la

‘invarianza de Lorenz’ sobre la que esta sustentada la física relativista actual”, explica Torres.

Uno de los principios básicos de la teoría de la relatividad especial de Einstein

es la idea de que cualquier observador mide exactamente la misma velocidad de la luz

en el vacío, independientemente de la energía de los fotones; es decir, que la velocidad

de la luz no varía con la energía.

Esta hipótesis es la que se conoce como “invariancia de Lorentz”, y hasta ahora se pensaba que esta propuesta se desmoronaría en escalas

en las que los efectos de la gravedad cuántica pudieran entrar en juego (escala de Planck).

La posible variación de la velocidad fotónica debido a la energía constituye un experimento clave de la violación de la invariancia de Lorentz.

Mediante la observación de los picos en las curvas de luz de la explosión de rayo gamma

se puede apreciar incluso una variación mínima de la velocidad fotónica cuando

se acumula en el retardo cosmológico de la luz.

El equipo no encontró ninguna prueba de la violación de la invariancia de Lorentz

en sus observaciones.

Establecen este límite en la longitud de Planck dividida entre 1,2;

por encima del cual la gravedad cuántica no puede tener un efecto lineal

sobre la velocidad de la luz.

Torres, también profesor de investigacion de ICREA, concluye que el limite impuesto

sobre la posible violación de la invarianza de Lorenz “es el mas estricto que se conoce,

y hace que la validez de al menos algunas de las teorías que promueven

una dispersión lineal sea altamente improbable”.

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