Более чем через сто лет после формулировки Альбертом Эйнштейном принципа постоянства скорости света ученые вновь подтвердили его справедливость в экстремальных космических условиях. Новое исследование показало, что даже фотоны, прошедшие миллиарды световых лет, не демонстрируют отклонений от фундаментального ограничения, заложенного в теории специальной относительности. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review D.
Международная группа исследователей проверила гипотезы, допускавшие возможные нарушения лоренц-инвариантности — принципа, согласно которому физические законы одинаковы для всех наблюдателей и не зависят от энергии частиц или системы отсчета. Ряд моделей квантовой гравитации предполагал, что на космологических расстояниях пространство-время может влиять на скорость фотонов разной энергии, вызывая микроскопические задержки при их распространении.
Для проверки этих идей ученые проанализировали данные наблюдений гамма-всплесков, активных ядер галактик и пульсаров — одних из самых мощных источников излучения во Вселенной. Особое внимание уделили гамма-всплеску GRB 221009А 2022 года, который отличался исключительной яркостью и позволял с высокой точностью сравнить время прихода фотонов разной энергии. Однако даже в этом случае систематических различий зафиксировано не было.
Полученные результаты были приведены к параметрам так называемого Стандартного расширения модели, позволяющего оценивать возможные нарушения фундаментальных симметрий без привязки к конкретной теории. Обновленные ограничения оказались примерно на порядок строже прежних, что существенно сужает пространство для моделей, допускающих изменение скорости света.
Авторы подчеркивают, что исследование не закрывает полностью вопрос о существовании новой физики за пределами теории относительности, но показывает, что если такие эффекты и существуют, то проявляются на энергетических уровнях, недоступных современным экспериментам. Тем самым постоянство скорости света вновь выдержало проверку, подтвердив один из ключевых постулатов современной физики.
