Hinweise zum Zusammenbruch der Relativitätstheorie? - Die Wissenschaften - 2020

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Anonim
Das MAGIC-Gamma-Ray-Teleskop-Team hat kürzlich einen beeindruckenden Preprint (in Anlehnung an frühere Arbeiten) veröffentlicht, in dem die Suche nach einem Hinweis auf die Quantengravitation beschrieben wird. Was sie gesehen haben, ist, dass Gammastrahlen mit höherer Energie von einer extragalaktischen Fackel später eintreffen als die mit niedrigerer Energie. Liegt das daran, dass sie etwas langsamer durch den Weltraum reisen, im Gegensatz zu einem der Einsteinschen Relativitätstheorie, der die Relativitätstheorie von Einstein zugrunde liegt - nämlich, dass Strahlung das Vakuum mit der gleichen Geschwindigkeit durchfliegt, egal was?

Das Team untersuchte Mitte 2005 zwei Gammastrahlen aus dem Schwarzen Loch im Herzen der Galaxie Markarian 501. Sie verglichen Gammas in zwei Energiebereichen, von 1,2 bis 10 Tera-Elektronenvolt (TeV) und von 0,25 bis 0,6 TeV. Die erste Gruppe traf vier Minuten später auf der Erde ein. Ein Teammitglied, Physiker John Ellis von CERN, sagt: "Die Bedeutung der Zeitverzögerung liegt über 95%, und die Stärke des Effekts liegt jenseits der Empfindlichkeit früherer Experimente."
Entweder wurden die energiereichen Gammas später freigesetzt (aufgrund ihrer Entstehung) oder sie vermehrten sich langsamer. Das Team schloss den offensichtlichsten konventionellen Effekt aus, muss jedoch noch mehr tun, um zu beweisen, dass neue Physik am Werk ist - dies ist eine der Situationen, in denen "außergewöhnliche Behauptungen außergewöhnliche Beweise" erforderlich sind. Aber wenn die energiegeladenen Gammas wirklich die kosmische Rasse verloren haben, sprechen wir von Big Discovery. Es könnte eine Möglichkeit sein, die Stringtheorie, die Quantengravitation und andere Theorien der Blutung einzuschränken.
Das grundlegende Bild ist, dass hohe Energien kleinräumige Fluktuationen in der Form der Raumzeit verursachen können, die als subatomare Linsen wirken würden. Je höher die Photonenenergie, desto mehr induziert sie diese Linsen und desto langsamer würde sie große Entfernungen zurücklegen. Vier Minuten sind keine große Verspätung über eine halbe Milliarde Jahre Reise, aber andererseits erwarten Sie nicht viel. Aus der Verzögerung kann man ableiten, wo die Quantengravitation beginnt. Einige Theorien sagen voraus, dass der Effekt proportional zur Quantengravitationsskala ist. In diesem Fall geschieht dies bei 5 x 1017 Giga-Elektron-Volt (GeV). In anderen Fällen ist es proportional zum Quadrat der Skala. In diesem Fall bedeutet die Verzögerung 6 x 1010 GeV.
Ich muss mir das ein bisschen genauer ansehen, aber ich wollte nur die Nachrichten rausbringen, damit die Leute nachdenken können.
Update (23. August): Ein anderer Co-Autor, Stringtheoretiker Dimitri Nanopoulos von Texas A & M, schreibt mir: "Ich bin sehr aufgeregt, denn wie Sie wissen, haben wir diesen Effekt vor etwa zehn Jahren vorgeschlagen und wir haben mehrere Analysen und / oder Verbesserungen vorgenommen Theorie. Beachten Sie, dass die 0,4 x 1018 GeV ist die typische Stringskala !!!! "
Daniel Ferenc von U.C. Davis vom MAGIC-Team schreibt: "Es wurde versucht, Zeitverzögerungen bei Gamma-Flares und Gammastrahlenausbrüchen zu beobachten, aber so etwas haben wir noch nie gesehen … Wir sollten bedenken, dass der Effekt immer noch inhärent sein kann Der Vorgang der Emission von Gammastrahlen in der Quelle ist zwar unwahrscheinlich, aber wir lernen rasch über solche Emissionsprozesse in AGNs aus neuen Daten, die von MAGIC, HESS, VERITAS und CANGAROO zusammen mit Röntgen und optischen Daten gesammelt wurden Messungen und werden bald mehr erfahren. "
Update (24. August): Wir beginnen, Blogger wiegen zu sehen, einschließlich der unnachahmlichen Lubos Motl und Chris Lee von Ars Technica, obwohl ich überrascht bin, dass es nicht mehr gibt. Hier erhalten wir schließlich einige Beobachtungen, die die Stringtheorie, wenn auch nur vorläufig, untersuchen, und Personen, die sich lautstark über das Fehlen solcher Beobachtungen beschwert haben, sind verstummt.
Update (25. August): Peter Woit hat sich inzwischen eingemischt, obwohl er weniger über das MAGIC-Ergebnis selbst zu sagen hat als über eine Slashdot-Schlagzeile, in der er zum Testen der Stringtheorie verwendet wird. Ich denke, dass die Kommentare von Woit den Punkt etwas verfehlen. Wie bei Samuel Johnsons Wanderhund ist die Tatsache, dass wir überhaupt darüber sprechen können, die Quantengravitation empirisch zu untersuchen, bemerkenswert.
Update (27. August): Die Rückreaktion ist zu Recht skeptisch. Obwohl Vorsicht in gewisser Weise in Ordnung ist, besteht der ganze Grund, warum Physiker (einschließlich Backreaction selbst) überhaupt interessiert sind, darin, dass dies auf eine Verletzung der speziellen Relativitätstheorie hindeuten könnte.
Update (30. August): Ein anderer Co-Autor, String-Theoretiker Nick Mavromatos vom King's College London, hat folgendes zu sagen: " Ob Das Ergebnis ist kein Quelleneffekt - und aus einer einzigen Beobachtung einer einzelnen Flare kann nicht mit Sicherheit abgeleitet werden -, dann wäre dies tatsächlich ein erster positiver Nachweis der Unterdruckdispersion (subluminal). In unserer Arbeit haben wir dagegen argumentiert, dass dieser Effekt auf einen herkömmlichen Plasmaeffekt zurückzuführen ist, aber wie wir in der Arbeit sagen, können wir andere Quelleneffekte, die zu Verzögerungen von Photonen im Emissionsstadium führen könnten, immer noch nicht ausschließen Dass der Effekt ein echter Quanten-Gravitationseffekt ist, muss er auch in allen anderen Fällen beobachten … insbesondere bei Gamma Ray-Bursts. Dort wird die statistisch signifikante Population von Ausbrüchen entscheidend sein, um die Wirkung von einer Quelle zu trennen. "

Die geäußerten Ansichten sind die des Autors und sind nicht notwendigerweise die.