Jakby dziwactw było mało, cząstka ta dotarła do Ziemi z opóźnieniem, które również może mieć znaczenie. Początek jej historii sięga 9 października 2022 roku, kiedy to astronomowie zarejestrowali niezwykle silny rozbłysk gamma oznaczony jako GRB 221009A. Zjawisko otrzymało przydomek BOAT, czyli Brightest Of All Time, ponieważ należało do najjaśniejszych rozbłysków gamma, jakie kiedykolwiek udało się zaobserwować.
Czytaj też: Teleskop Webba doprowadził do wyjaśnienia kosmicznej eksplozji. Gdzie znajdowało się jej źródło?
Wiadomo, iż źródło znajdowało się około 2 miliardów lat świetlnych od Ziemi. Podczas obserwacji związanych z tym wydarzeniem detektor Carpet-3 w obserwatorium Baksan zarejestrował foton o energii sięgającej około 300 TeV. Problem polega na tym, że taki foton nie powinien był pokonać tak ogromnej odległości. Przestrzeń kosmiczna nie jest bowiem całkowicie pusta. Wypełnia ją między innymi promieniowanie tła pozostałe po Wielkim Wybuchu oraz inne formy promieniowania elektromagnetycznego. Fotony o ekstremalnie wysokiej energii mogą wchodzić z nimi w interakcje, prowadząc do powstawania par cząstka-antycząstka. W efekcie najbardziej energetyczne promieniowanie powinno być stopniowo pochłaniane podczas przemierzania kosmosu.
A jednak foton dotarł do Ziemi. To właśnie ten fakt skłonił fizyków do poszukiwania wyjaśnień wykraczających poza standardowy opis oddziaływań. Jedna z możliwości zakłada istnienie aksjonopodobnych cząstek, hipotetycznych i niezwykle lekkich obiektów, w które fotony mogłyby przejściowo się przekształcać, a następnie ponownie stawać się fotonami. Mechanizm ten może jednak nie wystarczać do wyjaśnienia obserwacji związanych z energią sięgającą setek TeV.
Właśnie dlatego autorzy publikacji zamieszczonej w Physical Review Letter biorą pod uwagę bardziej radykalną możliwość. Giorgio Galanti i Marco Roncadelli zaproponowali scenariusz, w którym przy ekstremalnie wysokich energiach mogłoby dochodzić do naruszenia niezmienniczości Lorentza. Jest to jedna z fundamentalnych zasad związanych ze szczególną teorią względności Alberta Einsteina. W uproszczeniu zakłada ona, iż prawa fizyki zachowują swoją postać dla obserwatorów poruszających się względem siebie ze stałą prędkością.
Jeżeli jednak zasada ta ulegałaby bardzo niewielkiemu naruszeniu przy ekstremalnych energiach, mogłoby to zmienić sposób, w jaki wysokoenergetyczne fotony oddziałują z materią i promieniowaniem znajdującym się w przestrzeni kosmicznej. Wszechświat stałby się dla nich bardziej “przezroczysty”, pozwalając im pokonywać odległości, które według standardowych modeli powinny być dla nich nieosiągalne.
Czytaj też: Do Ziemi docierają sygnały, które przypominają muzykę. Naukowcy widzą w tym ukryty przekaz
Co jeszcze bardziej intrygujące, proponowany model może tłumaczyć zarówno przetrwanie fotonu, jak i moment jego dotarcia. Obliczenia sugerują, że foton o energii około 300 TeV powinien w takim scenariuszu ulec opóźnieniu względem fotonów o niższej energii o mniej więcej godzinę. Obserwacje związane z rozbłyskiem GRB 221009A rzeczywiście wskazują na późniejsze pojawienie się rekordowo energetycznego sygnału. Nie oznacza to jednak, że teoria względności Einsteina nadaje się do kosza. Obserwacja pojedynczego niezwykłego fotonu nie jest bowiem wystarczającym dowodem na zmianę podstawowych praw fizyki.
Źródło: Physical Review Letters
