Una raffica di raggi gamma è una opportunità per valutare la natura dell'apparente “spazio vuoto”. Nel caso di GRB 041219A, sono 300 milioni di anni luce di vuoto. Credit: ESA
di Steve Nerlich
Le lunghezze d'onda molto corte dei raggi gamma offrono la possibilità d'ottenere dei dati ad alta risoluzione precisamente dettagliati, forse persino i dettagli della sottostruttura quantistica del vuoto o, in altre parole, la granularità dello spazio vuoto. La fisica quantistica suggerisce che un vuoto non sia per nulla vuoto, ma pieno di particelle virtuali che appaiono e scompaiono negli istanti di tempo di Planck. La natura particellare della gravità proposta, richiede che le particelle dette gravitoni facciano da mediatrici per le interazioni gravitazionali. Quindi, per supportare una teoria della gravità quantistica, dovremmo attenderci di trovare evidenza di un grado di granularità nella sottostruttura dello spazio-tempo. E' grande l'interesse per trovare evidenza delle violazioni dell'invarianza di Lorentz – che è un principio fondamentale della teoria della relatività – e (tra altre cose) è richiesto che la velocità della luce nel vuoto sia sempre costante.
La luce rallenta quando attraversa materiali con un indice di rifrazione, come il vetro o l'acqua. Comunque, non ci aspettiamo tali proprietà dal vuoto, se non, secondo la teoria quantistica, in microscopiche unità nella scala di Planck. Quindi teoricamente, dobbiamo aspettarci che una fonte di luce che trasmette in tutte le lunghezze d'onda, tutti i livelli di energia, sia influenzata nella porzione a lunghezze d'onda molto corte dalla sottostruttura del vuoto, contrariamente dal resto del suo spettro. Abbiamo almeno problemi filosofici nell'assegnare una composizione strutturale al vuoto, dato che diverrebbe una cornice di riferimento, simile all'ipotetico etere luminifero che Einstein escluse con la relatività generale. Inoltre, i teorici sperano di unificare il corrente scisma tra le grandi dimensioni universali della relatività generale e la fisica della scala quantistica, stabilendo una teoria basata sull'evidenza della gravità quantistica. Può essere che le violazioni dell'invarianza di Lorentz nella piccola scala, saranno trovate, ma anche che saranno irrilevanti nelle grandi scale, forse come risultato della decoerenza quantistica.
La decoerenza quantistica può permettere all'universo in grande scala di rimanere consistente con la relatività generale, ma sarà ancora spiegabile da una teoria della gravità quantistica unificante.
L'ESA INTEGRAL gamma ray observatory – parte della sua osservazione serve alla ricerca di una natura quantistica sottostante al cosmo. Credit: ESA
Il 19 Dicembre 2004, l'osservatorio spaziale INTEGRAL ha rilevato la raffica di raggi gamma GRB 041219A, una delle più luminose mai registrate. L'emissione di raggi gamma ha mostrato indicazioni di polarizzazione e possiamo essere sicuri che qualsiasi effetto di livello quantistico sia stato enfatizzato dal fatto che la raffica è avvenuta in una diversa galassia e la luce ha viaggiato per 300 milioni di anni luce di vuoto per raggiungerci. Qualsiasi estensione di polarizzazione che possa essere attribuita alla sottostruttura del vuoto, sarebbe solo visibile nella porzione di spettro dei raggi gamma e si è scoperto che la differenza tra la polarizzazione delle lunghezze d'onda dei raggi gamma e il resto dello spettro era…irrilevabile. Gli autori di un documento recente http://arxiv.org/pdf/1106.1068 sui dati di INTEGRAL, affermano che abbia raggiunto la risoluzione fino alla scala di Planck, 10^-35 m. In effetti, le osservazioni di INTEGRAL restringono la possibilità di una granularità quantistica fino al livello di 10^-48m o meno. Gli autori affermano che questa scoperta dovrebbe avere un forte impatto sulle attuali opzioni per le teorie di gravità quantistica, rimandando non pochi teorici di nuovo alla lavagna.
Tradotto da Richard per Altrogiornale.org
Fonte: http://www.universetoday.com/87354/astronomy-without-a-telescope-granularity http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=48879