Şimdiye kadar kaydedilmiş en yoğun gama ışını patlamasının incelenmesi, ışığın farklı frekanslardaki hızının aynı olduğunu göstererek genel görelilikten belirli sapmalara ciddi sınırlar koyuyor.
Işığın spektrumunun kırmızı kısmı, bir optik fiberin içine beyaz bir ışık darbesi gönderildiğinde mavi kısımdan daha ileriye gidecektir. Aynı darbe bir vakum içinden gönderildiğinde tüm frekanslar arasında bir ölü ısı oluşacaktır. Lorentz değişmezliği adı verilen temel bir görelilik simetrisinin sonucu olarak, frekans dağılımı yoktur. Öte yandan, bazı kuantum yerçekimi teorilerine göre, vakum son derece yüksek foton enerjilerinde bir ortam gibi davranır. Büyük Yüksek İrtifa Hava Yağmuru Gözlemevi’ndeki (LHAASO) Çinli araştırmacılar Lorentz değişmezliğini göstermek için yakın zamanda gama ışını patlaması (GRB) ölçümlerini incelediler. Ekip, tespit edilebilir Lorentz değişmezliği ihlali olmadığı için kuantum yerçekimi etkilerinin belirgin hale gelebileceği enerji eşiğini yükseltmeyi başardı.
Muazzam uzaklıkları nedeniyle, küçük bir dağılma, varış zamanlarının gözlemlenebilir bir şekilde yayılmasına neden olur, bu da GRB’leri veya yüksek enerjili radyasyon üreten kozmik patlamaları Lorentz değişmezliği için ideal test nesneleri haline getirir. Bu tür olaylardan Dünya’ya en yakın olanı, yaklaşık 2,4 milyar ışık yılı uzaklıkta ve şimdiye kadar kaydedilmiş en parlak olanı, LHAASO ekibinin incelediği GRB 221009A‘dır. Yakınlık nedeniyle varış zamanı yayılımı daha uzaktaki olaylara göre daha küçük olsa da, yüksek foton akısı anlamlı ölçümler için hayatta bir kez rastlanan bir şans sundu.
Araştırmacılar, GRB’nin enerji spektrumunun evrimini inceleyerek ışığın olası frekans dağılımını karakterize eden iki temel terimi (foton enerjisiyle doğrusal veya karesel olarak değişenler) sınırladılar. Doğrusal terim için elde ettikleri kısıtlama, daha önce GRB verilerinden hesaplanmış olanla karşılaştırılabilirdi. Kuadratik terim için ise kuantum kütleçekiminin gözlemlenebileceği enerji eşiğinden beş ila yedi kat daha yüksek bir enerji eşiği belirlediler. Araştırmacılar, bir GRB’nin erken evrelerinin gelecekteki gözlemlerinin daha hassas Lorentz-ihlal testleri sağlayabileceğini belirtiyorlar.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v17/s99
