Observatoř Fermi (původně pojmenovaná jako GLAST) již více než rok ve vesmíru pátrá po zdrojích gama záření. Poté, co nedávno vznikla na základě jejího měření dosud nejpřesnější mapa oblohy v oboru nejvyšších energií elektromagnetického spektra, posloužila její data opět k dalšímu významnému objevu.
Tentokrát sonda přispěla k ověření správnosti Einsteinovy teorie relativity. Ta předpokládá, že se světlo ve vakuu šíří konstantní rychlostí, a to bez ohledu na jeho vlnovou délku. Rentgenové paprsky by tedy podle ní měly být stejně rychlé jako třeba fotony infračerveného záření. Ale je tomu opravdu tak?
Kvantování časoprostoru
Je jasné, že moderní fyzikální teorie, které usilují o sjednocení všech čtyř základních přírodních sil do jednoho rámce, musí do svých výpočtů nutně zahrnout i kvantové jevy. Kvantování ale s sebou nese řadu závažných důsledků, struktura časoprostoru pak přestává být spojitá, alespoň na jeho nejmenších myslitelných škálách, a stává se tím, co fyzici poněkud neurčitě nazývají kvantově mechanickou pěnou.
"Fyzici by rádi nahradili Einsteinovu představu gravitace, která je popsána v jeho teorii relativity, něčím, co v sobě zahrnuje všechny fundamentální síly," říká Peter Michelson ze Stanfordské univerzity, který se zpracováváním dat z observatoře Fermi zabývá. "Existuje mnoho nápadů, ale jen málo z nich lze testovat."
Stálost rychlosti světla v ohrožení?
Právě zrnitý charakter časoprostoru by mohl být podle některých fyzikálních modelů příčinou narušení jednoho ze základních principů, který zhruba před sto lety stanovil Albert Einstein. Totiž postulátu o konstantní rychlosti světla ve vakuu.
Rychlost světla by pak nebyla univerzální přírodní konstantou, ale závisela by na energii záření (a tedy i na jeho vlnové délce, neboť obě veličiny pojí vztah nepřímé úměry). Hypotézy konkrétně předpokládaly, že by se záření o vyšších energiích mělo pohybovat pomaleji než nízkoenergetické fotony.
Einsteinovy předpoklady potvrdil gama záblesk
Vraťme se ale zpět ke gama teleskopu Fermi. Sonda v květnu tohoto roku zaznamenala záblesk záření gama, později pojmenovaný jako GRB 090510. Gama záblesky jsou vesmírné jevy, při kterých vzniká intenzivní vysokoenergetické gama záření. Trvají od zlomků sekund až po několik minut a uvolňují se při nich ohromná množství energie.
Ke zmíněné události došlo v galaxii vzdálené asi 7,3 miliard světelných let. Astronomové se domnívají, že gama záblesky doprovázejí srážky neutronových hvězd nebo černých děr.
Následný rozbor dat později prokázal, že mezi mnoha fotony, které Fermi během dvouvteřinového záblesku zachytil, se objevily i takové, jejichž energie se lišila milionkrát. Přesto dorazily téměř současně, přesněji v rozmezí pouhých devíti desetin sekundy. Vezmeme-li v úvahu, že fotony k sondě cestovaly přes sedm miliard let, a to přes různá prostředí, je uvedený rozdíl skutečně zanedbatelný (jedna ku 100 milionům miliard). Potvrdilo se tedy, že rychlost elektromagnetického záření na jeho energii nezávisí.
"Einstein stále platí," jak výmluvně dodal Michelson.
Zdroj: fermi.gsfc.nasa.gov
