Naučni podvig decenije: Nova studija stavila pod lupu najčuveniju konstantu na svetu

Brzina svetlosti važi za jednu od najpouzdanijih konstanti u fizici. Ipak, savremena nauka ne prestaje da ispituje njene granice, tražeći u ekstremnim uslovima svemira tragove koji bi mogli da vode ka dubljoj, sveobuhvatnijoj teoriji univerzuma.

Nova naučna studija, koja obuhvata decenije posmatranja kosmičkih fenomena, donela je do sada najstrože okvire za potencijalna odstupanja od Ajnštajnove teorije relativnosti. Analizirajući podatke sa pulsara, aktivnih galaksija i provala gama zračenja, istraživači su pokušali da utvrde da li fotoni različitih energija putuju svemirom različitim brzinama. Odgovor je i dalje negativan, ali su granice tog "ne" sada preciznije nego ikada.

Potraga za pukotinama u Lorencovoj invarijantnosti

Sve se svodi na jedan od stubova moderne fizike - Lorencovu invarijantnost. Ovaj princip, na kojem počiva specijalna teorija relativnosti, tvrdi da su zakoni fizike isti za sve posmatrače i da svetlost u vakuumu uvek putuje konstantnom brzinom.

Međutim, u samom srcu fizike postoji nerešena tenzija. Kvantna teorija (koja opisuje mikrosvet) i opšta relativnost (koja opisuje gravitaciju i svemir na velikoj skali) ne uklapaju se savršeno. Na ekstremno malim skalama, ove dve slike se sukobljavaju. Mnogi istraživači veruju da bi ključ za "kvantnu gravitaciju" mogao ležati upravo u malim odstupanjima od Lorencove invarijantnosti pri veoma visokim energijama.

Kada bi brzina svetlosti zavisila od njene energije, fotoni emitovani u istom trenutku sa udaljenog kosmičkog događaja ne bi stigli na Zemlju istovremeno. Na distancama od nekoliko milijardi svetlosnih godina, čak i najmanja razlika u brzini postala bi merljivo kašnjenje.

Istraživački tim, predvođen Merse Gerero u saradnji sa stručnjacima iz Barselone i Portugalije, reanalizirao je 65 različitih merenja koristeći okvir poznat kao Proširenje standardnog modela (SME). Oni su ispravili nedoslednosti u ranijim radovima i uzeli u obzir mogućnost da do kašnjenja fotona može doći u samom izvoru, a ne samo tokom putovanja kroz prostor.

Šta su rezultati pokazali?

Kombinovanjem merenja, tim je poboljšao granice preciznosti za čitav red veličine. Rezultat je jasna mapa oblasti u kojima bi se još uvek mogli kriti fenomeni kršenja Lorencovih zakona.

Za sada, Ajnštajnova teorija relativnosti ostaje neprikosnovena. 

Iako nije pronađena "nova fizika", prostor u kojem bi ona mogla da se krije je značajno sužen.

Studija poziva na standardizaciju izveštavanja u budućim istraživanjima kako bi se podaci lakše upoređivali.

Zašto je ovo važno za nas?

Iako ovo istraživanje ne menja tehnologiju koju koristimo svakodnevno, ono je ključno za naše razumevanje stvarnosti. Potraga za odstupanjima u brzini svetlosti je zapravo potraga za novim zakonima prirode.

Baš kao što su Majkelson i Morli 1887. godine svojim "neuspelim" eksperimentom (u kojem nisu dokazali postojanje etra) otvorili vrata Ajnštajnu, današnji astronomi koriste svetlost koja je prešla pola svemira da testiraju osnovna pravila prirode. Do sada, svetlost se ponaša tačno onako kako je Ajnštajn predvideo, ali nauka nastavlja da gleda sve dublje u kosmičku tamu, spremajući se za sledeći veliki proboj.

Nalazi ovog istraživanja objavljeni su u prestižnom časopisu "Physical Review D".