Dai lampi di raggi gamma una conferma della teoria della relatività generale – Global Science

Pubblicato su Physical Review Letter uno studio che conferma la costanza della velocità della luce nel vuoto a diverse energie osservate. Il risultato è stato ottenuto grazie alle misurazione dei telescopi per raggi gamma di alta energia Magic, operativi dall’Osservatorio Roque de los muchachos, sull’isola di La Palma alle Canarie. La ricerca è frutto della collaborazione scientifica di Magic, di cui fanno parte Inaf, Infn e numerose università italiane.

I telescopi hanno osservato il lampo di raggio gamma, denominato GRB190114C, ad altissime energie. «Realizzare questa misura non è stato facile perché abbiamo dovuto confrontare i tempi di arrivo dei raggi gamma di energie diverse: per farlo è stato necessario assumere che essi fossero stati emessi tutti allo stesso tempo dalla sorgente, adottando un modello della sorgente basato su tutte le conoscenze di questo fenomeno finora a nostra disposizione», ha speigato Alessio Berti della Sezione Infn di Torino.

È la prima volta che i Grb sono stati misurati a tali energie, «Per oltre vent’anni abbiamo aspettato di poter fare questo tipo di osservazione consapevoli della sua importanza per il progresso della nostra comprensione dell’universo» ha affermato Antonio Stamerra dell’Inaf di Roma e coordinatore scientifico della Collaborazione Magic.

Agli inizi del 900, Albert Einstein dimostrò, con la teoria della relatività generale, che la masse e l’energia interagiscono gravitazionalmente con lo spaziotempo, assumendo che la velocità della luce sia una costante universale. Alcune recenti teorie tuttavia, ritengono che, su scale di grandezze infinitamente piccole, l’assunzione potrebbe non essere più valida: la gravità assumerebbe una natura quantistica e lo spaziotempo verrebbe descritto come un sottile reticolato e non come una superficie continua, come indicato nella teoria della relatività generale. Lo spaziotempo quindi andrebbe a interferire con la velocità di propagazione della luce nel vuoto perché questa dovrebbe seguire un percorso accidentato e quindi più lungo per arrivare all’osservatore. Gli effetti di questo ipotetico fenomeno, chiamato violazione dell’invarianza di Lorentz  (Liv), sono troppo piccoli per poter essere misurati, a meno che non si accumulino per un tempo molto lungo.

I Grb sono i candidati ideali per investigare la Liv: sono molto brillanti seppur brevi, sono molto lontani ed emettono segnali altamente variabili ed energetici. Dall’analisi dei dati di Magic non si è rilevato alcun ritardo nei tempi di arrivo dei raggi gamma dipendente dall’energia, come sarebbe accaduto se ci fosse stata una quantizzazione dello spaziotempo. «Il team Magic ha stabilito dei vincoli estremamente stringenti alla teoria della gravità quantistica, che ben si accordano con i limiti precedentemente stabiliti usando osservazioni da satellite di lampi gamma, od osservazioni da terra di nuclei galattici attivi di galassie lontane», hanno spiegato Michele Doro e Cedric Perennes dell’Università e della Sezione Infn di Padova. 

«Siamo molto soddisfatti per aver realizzato il primo studio sulla violazione dell’invarianza di Lorentz utilizzando i dati di un lampo gamma all’energia del TeV. Un lavoro seminale che apre la porta a studi futuri su questo affascinante argomento», concludono Lara Nava, ricercatrice dell’Inaf, e Davide Miceli dell’Università di Udine e della Sezione Infn di Trieste.

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