El cataclismo cósmico hace posible la prueba exacta del concepto de relatividad general de Einstein

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El sistema de telescopio MAGIC en el Observatorio Roque de los Muchachos, La Palma, Islas Canarias, España. Puntaje de crédito: Giovanni Ceribella / MAGIC Collaboration

En 2019, los telescopios MAGIC detectaron el comienzo con la explosión de rayos gamma a energías extremadamente significativas. Esta fue la radiación gamma más intensa jamás obtenida de estos un elemento cósmico. Pero los hechos de GRB tienen más que ofrecerle: con más análisis adicionales, los investigadores de MAGIC ahora podrían asegurarse de que la velocidad de la suavidad sea constante en el vacío, y no dependiente de la electricidad. Entonces, como muchas otras evaluaciones, los hechos de GRB también corroboran el principio de la relatividad básica de Einstein. La investigación ahora ha sido publicada en Cartas de revisión corporal.

La relatividad estándar (GR) de Einstein es una teoría atractiva que señala cómo la masa y la vitalidad interactúan con el tiempo de la habitación, haciendo un fenómeno comúnmente reconocido como la gravedad. GR ha sido examinado y probado nuevamente en varias circunstancias físicas y en exceso de muchas escalas diversas, y, postulando que la velocidad de la suavidad es regular, a menudo resultó pronosticar de manera sobresaliente los resultados experimentales. Sin embargo, los físicos sospechan que GR no es el principio más elemental, y que puede existir una descripción mecánica cuántica subyacente de la gravedad, conocida como gravedad cuántica (QG).

Algunas teorías de QG piensan que el ritmo suave puede depender de la vitalidad. Este fenómeno hipotético se denomina violación de la invariancia de Lorentz (LIV). Se imagina que sus resultados son demasiado pequeños para ser calculados, a menos que se acumulen por encima de un tiempo realmente extenso. Entonces, ¿cómo darse cuenta de eso? Una alternativa particular es usar indicadores de recursos astronómicos de rayos gamma. Las explosiones de rayos gamma (GRB) son explosiones cósmicas fuertes y significativamente ausentes, que emiten indicadores muy variables y muy enérgicos. Son, por lo tanto, grandes laboratorios para controles experimentales de QG. Se espera que los fotones de electricidad más grandes se vean influenciados adicionalmente por las consecuencias de QG, y realmente debería haber una buena cantidad de individuos durante estas miles de millones de vacaciones durante muchos años justo antes de llegar a la Tierra, lo que mejora el resultado.

Explosión de rayos gamma golpea MAGIC

Percepción del artista de una explosión de rayos gamma observada por el proceso del telescopio MAGIC y los observatorios satelitales.
Historial de crédito: Superbossa.com y Alice Donini

Los GRB se detectan en una base diaria con detectores satelitales, que notan grandes partes del cielo, pero a una energía menor que los telescopios de piso como MAGIC. El 14 de enero de 2019, el método del telescopio MAGIC detectó el primer GRB en el dominio de las energías de teraelectronvoltio (TeV, 1000 mil millones de instancias mucho más enérgico que la luz notable), es por eso que registra considerablemente los fotones más enérgicos que se hayan notado de estos tipos. de un artículo Se estaban realizando varios análisis para estudiar el carácter de este artículo y la radiación de energía eléctrica increíblemente sustancial.

Tomislav Terzić, investigador del Colegio de Rijeka, afirma: “Nunca se ejecutó ninguna revisión LIV sobre información GRB en el rango de energía TeV, simplemente porque no había este tipo de hechos hasta ahora. Durante alrededor de 20 años, terminamos anticipando que este tipo de observación podría mejorar la sensibilidad a las consecuencias LIV, pero no pudimos notificar por qué tan sustancial hasta finalmente observar los resultados finales de nuestro análisis. Fue un período de tiempo bastante interesante “.

La forma natural, los científicos de MAGIC requirieron usar esta observación única para buscar las consecuencias de QG. Al comienzo increíblemente, se enfrentaron a un impedimento: la señal que se grabó con los telescopios MAGIC decayó monotónicamente con el tiempo. Cuando este era un lugar atractivo para los astrofísicos que estudiaban GRB, no era favorable para las pruebas LIV. Daniel Kerszberg, investigador del IFAE en Barcelona, ​​declaró: “al comparar los tiempos de llegada de dos rayos gamma de diversas energías, uno supone que se están emitiendo instantáneamente desde el recurso. No obstante, nuestra experiencia en procedimientos en objetos astronómicos aún no es lo suficientemente precisa como para determinar el tiempo de emisión de cualquier fotón proporcionado “.

Por lo general, los astrofísicos dependen de variantes reconocibles del signo para limitar el tiempo de emisión de los fotones. Una señal de cambio monotónico carece de estas funciones. Entonces, los investigadores aplicaron un diseño teórico, que describe la emisión predicha de rayos gamma antes de que los telescopios MAGIC comenzaran a observar. El diseño incluye un aumento rápido del flujo, la emisión máxima y una desintegración monotónica como la observada por MAGIC. Esto proporcionó a los expertos una forma de cazar verdaderamente LIV.

Una evaluación consciente luego reveló que no hay retraso de tiempo dependiente de la energía en los tiempos de llegada de los rayos gamma. Einstein sigue pareciendo mantener la línea. “Esto, por otro lado, no significa que la fuerza de trabajo de MAGIC todavía se quede con las manos vacías”, dijo Giacomo D’Amico, investigador del Instituto Max Planck de Física en Munich. “Terminamos equipados para establecer restricciones potentes sobre la vitalidad QG escala.” Los límites establecidos en este estudio son equivalentes a las limitaciones más finas disponibles alcanzadas usando observaciones GRB con detectores satelitales o haciendo uso de observaciones terrestres de núcleos galácticos energéticos.

Cedric Perennes, investigador postdoctoral en la universidad de Padua, agregó: “Estábamos muy contentos y nos sentimos privilegiados de estar en el lugar para realizar el primer examen sobre la violación de la invariancia de Lorentz en la información de GRB en la selección de vitalidad de TeV, y crackear ¡La puerta abierta para los próximos estudios!

A diferencia de lo anterior, es efectivo, este fue inicialmente el tipo de prueba que se realizó en un signo GRB a energías TeV. Con este estudio seminal, el equipo de MAGIC estableció un punto de apoyo para el análisis a largo plazo e incluso evaluaciones extra estrictas del principio de Einstein en el siglo XXI. Oscar Blanch, portavoz de la colaboración MAGIC, concluyó: “Esta vez, notamos una relación relativamente cercana por parte de GRB. Esperamos capturar pronto eventos más brillantes y extra distantes, lo que ayudaría a evaluaciones aún más sensibles ”.

Referencia: “Límites en la violación de la invariancia de Lorentz de la observación MÁGICA de GRB 190114C” por V. A. Acciari et al. (Colaboración MÁGICA), 9 de julio de 2020, Cartas de evaluación corporal.
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.125.021301

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