זוג פוטונים שגמאו 7.3 מיליארד שנות אור בחלל הגיעו לטלסקופ החלל הלוויני פרמי של נאס"א, בהפרש של תשע עשיריות השניה אחד מהשני. אנרגיית אחד הפוטונים היא פי מיליון מהאנרגיה של השני, דבר אשר נותן אישוש לתורת היחסות הפרטית של איינשטיין.
http://www.hayadan.org.il/wp/gama_ray_blust_0311098/
הראייה האיינשטינית בנוגע למבנה החלל זמן, חוזה שכל גל אלקטרומגנטי -קרני גאמא, רדיו, אינפרא אדום, אור נראה ורנטגן- יטוס בריק באותה מהירות, בלי קשר לאנרגיה שיש לו. אך בחלק מתיאוריות הכבידה החדשות (כלומר תורות הכבידה הקוונטית), המרחב-זמן אינו רציף אלא בעל מרקם של קצף, כאשר מסתכלים בקנות מידה הקטנים פי טריליון מהאלקטרון. תיאוריות אלו חוזות שמרקם המרחב-זמן יגרום להאטה רבה יותר בחלקיקי פוטונים של קרני גאמא בעלי אנרגיה גבוהה מאשר אלו באנרגיה נמוכה. באופן מובהק כאן זה לא קרה.
אפילו בעולם החלקיקים האנרגטיים, בו כל הפרש של שנייה הוא בר משמעות, הפרש של תשע עשיריות השניה כאשר מדברים על מרחק שמתפרס על 7 מיליארד שנות אור, הוא כה קטן, שסביר יותר להניח שהוא נובע מהתהליך של התפרצות קרינת הגאמא, מאשר באישוש רעיונותיו של איינשטין.
"מדידות אלו פוסלות כל גישה לתיאוריה חדשה של הכבידה אשר חוזה שינוי במהירות האור כתלות בעצמת האנרגיה", אומר פיטר מייקלסון, פרופסור לפיזיקה מאוניברסיטת סטנפורד, ומנהל מחקר במכון פרמי (LAT) אשר איתר את זוג הפוטונים.
מאמרו של מייקלסון מתואר לפרטים בכתב העת Nature, אוקטובר.
פיזיקאים ערגו במשך שנים לתיאוריה מאוחדת שתתאר איך פועל היקום. אך אף אחד עוד לא העלה אחת כזו שמאחדת את כל ארבעת הכוחות היסודיים של הטבע. המודל הסטנדרטי שהגיע לגרסתו האחרונה בסוף שנות ה-70, מאחד רק שלושה מתוך ארבעת הכוחות: אלקטרומגנטיות, הכוח הגרעיני החזק, והכוח החלש. הגרביטציה מעולם לא התאימה למודלים ולמרות שמדענים עובדים על פיתוחים לתיאוריות חדשות, עוד לא נעשתה פריצת דרך בתחום.
תיאוריות היחסות של איינשטיין גם הן אינן מצליחות לתת מענה לבעיה זו.
"הפיזיקאים רוצים להחליף את נקודת מבטו של איינשטין על הכבידה- כפי שהיא באה לידי ביטוי בתיאוריות היחסות- במשהו שיוכל להתמודד עם כל הכוחות היסודיים", אומר מייקלסון. “ישנם רעיונות רבים, אך מעט דרכים לבחון אותן".
שני הפוטונים סיפקו עדות אמפירית נדירה בנוגע למבנה המרחב-זמן. אך עוד לא ניתן לדעת האם העדות תיישב את המחלוקות או לא.
הפוטונים יצאו למרתון הגלקטי במהלך פיצוץ גאמא אדיר שכנראה נגרם מהתנגשות של שני כוכבי ניטרונים, האובייקטים הדחוסים ביותר הידועים לנו.
כוכב ניטרונים נוצר כשכוכב מאסיבי קורס אל תוך עצמו בפיצוץ סופרנובה. הוא מתהווה בתוך הליבה כאשר חומר במסה העולה על זו של השמש שלנו נדחס לקוטר של 16 קילומטרים בלבד. כאשר שני אובייקטים כה דחוסים מתנגשים זה בזה, האנרגיה המשתחררת גורמת לפיצוץ קרני גאמא ויכולה להגיע לבהירות הגדולה פי מיליון מכל גלקסיית שביל החלב, למשך זמן קצר. הפיצוץ (GRB 090510) ששלח את שני הפוטונים נמשך רק 2.1 שניות.
טלסקופ החלל הלוויני פרמי של נאס"א הינו שיתוף פעולה באסטרופיזיקה ופיזיקת החלקיקים, שפותח ביחד עם הועדה לאנרגיה של ארה"ב (DOE) ועם מוסדות אקדמיים בצרפת, גרמניה, איטליה, יפן, שוודיה וארה"ב.
דרג את התוכן:
מרתק.