Enquanto o Telescópio Espacial Fermi mapeou o céu de raios gama com resolução e sensibilidade sem precedentes, agora conseguiu fazer uma medição que forneceu evidências experimentais raras sobre a própria estrutura do espaço e do tempo, unificada como espaço-tempo. A teoria da relatividade de Einstein afirma que toda a radiação eletromagnética viaja através do vácuo na mesma velocidade. Fermi detectou dois fótons de raios gama que variavam amplamente em energia; mesmo depois de viajar 7 bilhões de anos, os dois fótons diferentes chegaram quase simultaneamente.
Em 10 de maio de 2009, Fermi e outros satélites detectaram a chamada explosão curta de raios gama, denominada GRB 090510. Os astrônomos pensam que esse tipo de explosão acontece quando estrelas de nêutrons colidem. Estudos terrestres mostram que o evento ocorreu em uma galáxia a 7,3 bilhões de anos-luz de distância. Dos muitos fótons de raios gama LAT de Fermi detectados a partir da explosão de 2,1 segundos, duas energias possuíam diferenças de um milhão de vezes. No entanto, depois de viajar cerca de sete bilhões de anos, a dupla chegou a apenas nove décimos de segundo.
"Essa medida elimina qualquer abordagem para uma nova teoria da gravidade que prediz uma forte mudança dependente de energia na velocidade da luz", disse Michelson. “Para uma parte em 100 milhões de bilhões, esses dois fótons viajaram na mesma velocidade. Einstein ainda governa.
"Os físicos gostariam de substituir a visão da gravidade de Einstein - como expressa em suas teorias da relatividade - por algo que lide com todas as forças fundamentais", disse Peter Michelson, pesquisador principal do Large Area Telescope de Fermi, ou LAT, da Universidade de Stanford, em Palo Alto, Califórnia. "Existem muitas idéias, mas poucas maneiras de testá-las."
Muitas abordagens de novas teorias da gravidade retratam o espaço-tempo como tendo uma estrutura espumosa e cambiante em escalas físicas trilhões de vezes menores que um elétron. Alguns modelos prevêem que o aspecto espumoso do espaço-tempo fará com que os raios gama de energia mais alta se movam um pouco mais lentamente que os fótons com energia mais baixa.
O GRB 090510 exibiu os movimentos mais rápidos observados, com a matéria ejetada movendo-se a 99,9999995 por cento da velocidade da luz. O raio gama de energia mais alta já visto em uma explosão - 33,4 bilhões de elétron-volts ou cerca de 13 bilhões de vezes a energia da luz visível - veio do GRB 090902B de setembro. O GRB 080916C do ano passado produziu a maior energia total, equivalente a 9.000 supernovas típicas.
Legenda da imagem principal: Nesta ilustração, um fóton (roxo) carrega um milhão de vezes a energia de outro (amarelo). Alguns teóricos prevêem atrasos nas viagens para fótons de energia mais alta, que interagem mais fortemente com a natureza espumosa proposta do espaço-tempo. No entanto, os dados de Fermi em dois fótons de uma explosão de raios gama não mostram esse efeito. A animação abaixo mostra o atraso que os cientistas esperavam observar. Crédito: NASA / Universidade Estadual de Sonoma / Aurore Simonnet
Fonte: NASA
