Kuantum Ruang Semesta Tidak Menghambat Kecepatan Cahaya

(KeSimpulan) Sebuah petunjuk bahwa fluktuasi kuantum (quantum) dalam struktur alam semesta memperlambat kecepatan cahaya belum dibuktikan dalam pengamatan oleh NASA's Fermi teleskop. Bertentangan hasil pengukuran pada tahun 2005. Teori realativitas khusus Einstein menyatakan bahwa semua radiasi elektromagnetik bergerak melalui ruang hampa dengan kecepatan cahaya.

Kecepatan ini diperkirakan akan konstan, terlepas dari energi radiasi. Namun pada 2005, sinar gamma oleh MAGIC teleskop di La Palma, Kepulauan Canary menunjukkan kecepatan cahaya mungkin tidak konstan semuanya. Teleskop mengukur cahaya yang dilepaskan oleh galaksi berjarak 500 juta tahun cahaya, menemukan bahwa foton energi yang lebih tinggi tiba empat menit di belakang energi yang lebih rendah.

Penemuan mengisyaratkan bahwa kecepatan cahaya dapat berubah tergantung pada energi. Efek ini bisa menjadi akibat dari beberapa teori gravitasi kuantum yang mencoba untuk menyatukan teori gravitasi Einstein dengan hukum mekanika kuantum. Model ini mendalilkan bahwa ruang dan waktu yang tidak mulus. Sebaliknya ruang dan waktu secara inheren kasar, berfluktuasi cepat di jarak sekitar 10-35 meter, panjang gelombang disebut skala Planck.

Jika ruang dan waktu adalah kasar, foton energi yang lebih tinggi akan bergerak lebih lambat daripada energi yang lebih rendah. Hal ini karena foton energi yang lebih tinggi memiliki panjang gelombang yang lebih kecil, yang membuat mereka lebih sensitif terhadap fluktuasi kecil dalam ruang dan waktu. Namun, teleskop MAGIC rupanya terlalu besar untuk dapat dengan mudah dijelaskan oleh graininess pada skala kuantum. Jika penundaan itu disebabkan oleh fluktuasi ruang dan waktu, mereka harus terjadi pada skala lebih dari 10 kali lebih besar daripada Planck scale.

"Ini bukti menarik yang didebatkan oleh komunitas gravitasi kuantum selama lebih dari satu tahun lalu dengan dua kubu di sisi progresif dan sisi konservatif," kata fisikawan Giovanni Amelino-Camelia dari Sapienza University di Roma Italia. Sekarang pengamatan baru menyarankan gravitasi kuantum tidak dapat bertanggung jawab untuk waktu tunda yang diamati oleh MAGIC. Cahaya yang kuat, sinar gamma dari ledakan 6 milyar tahun dideteksi oleh NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope tidak menunjukkan bukti dari lag antar foton dari berbagai energi. "Kegelisahan kami sedikit berkurang sekarang, data Fermi telah mendorong batas di mana sekarang ini membuktikan bahwa data MAGIC tidak dapat ditafsirkan dengan cara seperti itu," kata Amelino-Camelia kepada newscientist.

Pengukuran Fermi adalah paling ketat membatasi langsung pada seberapa banyak kecepatan cahaya mungkin bervariasi dengan energi, kata Jonathan Granot dari University of Hertfordshire di Inggris, yang memimpin analisis big bang. "Untuk pertama kalinya, kita dapat meletakkan batas hingga ke skala energi di mana efek kuantum akan mengubah geometri ruang waktu." Waktu tunda MAGIC yang dapat turun ke sebuah proses di mana partikel astrofisika dipercepat untuk energi yang sangat besar dalam hati galaksi. Follow-up perhitungan setelah tahun 2005. Hasil penelitian MAGIC menunjukkan bahwa kemungkinan untuk menghasilkan flare untuk melepaskan radiasi energi rendah sebelum radiasi energi tinggi. "Apa yang dapat kita katakan untuk saat ini adalah efek gravitasi kuantum bukan efek yang dominan," kata Robert Wagner dari Max Planck Institute of Physics di Munich, Jerman.

Hasilnya tidak selalu untuk gravitasi kuantum, hanya bagian dari model memprediksi efek. "Untuk sementara tampaknya masuk akal untuk mengharapkan bahwa variasi kecepatan cahaya dengan energi adalah tanda kuantum ruang dan waktu, namun tidak cukup untuk membangun teori kuantum ruang dan waktu secara tepat membuat prediksi ini," kata Lee Smolin dari Perimeter Institute for Theoritical Physics di Waterloo, Kanada. Terlebih lagi, hal itu akan memerlukan lebih presisi pengukuran oleh teleskop Fermi yang sepenuhnya mengecualikan kemungkinan bahwa cahaya dapat mengubah kecepatan tergantung pada energi. Diskusi ini dari Jurnal Nature.

Sumber: tidak ada