La longitud de onda muy pequeña de la luz de rayos gamma ofrece el potencial de obtener datos de alta resolución sobre detalles muy finos, tal vez incluso detalles sobre la subestructura cuántica de un vacío, o en otras palabras, la granularidad del espacio vacío.
La física cuántica sugiere que el vacío es todo menos vacío, con partículas virtuales que aparecen y desaparecen regularmente en instantes de Planck. La naturaleza de la partícula propuesta de la gravedad también requiere partículas de gravitón para mediar las interacciones gravitacionales. Entonces, para apoyar una teoría de la gravedad cuántica, debemos esperar encontrar evidencia de un grado de granularidad en la subestructura del espacio-tiempo.
Hay mucho interés actual en encontrar evidencia de violaciones de la invariancia de Lorentz, donde la invariancia de Lorentz es un principio fundamental de la teoría de la relatividad, y (entre otras cosas) requiere que la velocidad de la luz en el vacío siempre sea constante.
La luz se ralentiza cuando pasa a través de materiales que tienen un índice de refracción, como el vidrio o el agua. Sin embargo, no esperamos que tales propiedades sean exhibidas por el vacío, excepto, según la teoría cuántica, en unidades de escala de Planck extremadamente pequeñas.
Entonces, teóricamente, podríamos esperar que una fuente de luz que transmite a través de todas las longitudes de onda, es decir, todos los niveles de energía, tenga la porción de muy alta energía y longitud de onda muy corta de su espectro afectada por la subestructura de vacío, mientras que el resto de su espectro no t tan afectado.
Existen al menos problemas filosóficos al asignar una composición estructural al vacío del espacio, ya que luego se convierte en un marco de referencia de fondo, similar al hipotético éter luminífero que Einstein descartó la necesidad al establecer la relatividad general.
No obstante, los teóricos esperan unificar el cisma actual entre la relatividad general a gran escala y la física cuántica a pequeña escala mediante el establecimiento de una teoría de la gravedad cuántica basada en la evidencia. Puede ser que se descubra que existen infracciones de invariancia de Lorentz a pequeña escala, pero que tales infracciones se volverán irrelevantes a gran escala, tal vez como resultado de la decoherencia cuántica.
La decoherencia cuántica podría permitir que el universo a gran escala permanezca consistente con la relatividad general, pero aún así puede explicarse mediante una teoría unificadora de la gravedad cuántica.
El 19 de diciembre de 2004, el observatorio espacial de rayos gamma INTEGRAL detectó la explosión de rayos gamma GRB 041219A, una de las explosiones más brillantes de la historia. La salida radiativa de la explosión de rayos gamma mostró indicios de polarización, y podemos estar seguros de que cualquier efecto de nivel cuántico se enfatizó por el hecho de que la explosión se produjo en una galaxia diferente y la luz de la misma ha viajado durante más de 300 millones de años luz. de vacío para alcanzarnos.
Cualquier grado de polarización que pueda atribuirse a la subestructura del vacío, solo sería visible en la porción de rayos gamma del espectro de luz, y se descubrió que la diferencia entre la polarización de las longitudes de onda de los rayos gamma y el resto del espectro era ... bueno, indetectable.
Los autores de un artículo reciente sobre los datos INTEGRALES afirman que logró una resolución hasta las escalas de Planck, siendo 10-35 metros De hecho, las observaciones de INTEGRAL limitan la posibilidad de cualquier granularidad cuántica a un nivel de 10-48 Metros o menos.
Es posible que Elvis no haya abandonado el edificio, pero los autores afirman que este hallazgo debería tener un gran impacto en las opciones teóricas actuales para una teoría de la gravedad cuántica, enviando bastantes teóricos de vuelta al tablero de dibujo.
Otras lecturas: Laurent y col. Restricciones sobre la violación de la invariancia de Lorentz utilizando observaciones INTEGRAL / IBIS de GRB041219A.
