史上最亮ガンマ線バーストの謎と新理論

発見と特徴

2022年に観測されたガンマ線バーストGRB 221009Aは、史上最も明るく長時間続いたことから「BOAT」と呼ばれました。このバーストは約20億光年離れた場所で発生し、エネルギーは300テラ電子ボルトに達しました。信号は約10分間続き、その後も10時間にわたり検出可能でした。

従来の物理学との矛盾

このエネルギーレベルの光子は、宇宙背景放射と衝突して消滅すると予想されています。そのため、理論上は地球まで届くはずがないと考えられていました。

提案された新モデル

イタリア国立天体物理学研究所のジョルジオ・ガランティ氏とイタリア国立核物理学研究所のマルコ・ロンカデッリ氏は、光子が一時的にアクシオン様粒子へ変換し、さらに特殊相対性理論の基本原則であるローレンツ不変性をわずかに破る仕組みを導入することで、この問題を解決できると提案しました。

観測結果と今後の展望

このモデルでは、低エネルギーの光子群と300テラ電子ボルトの光子到着の間に約1時間の遅れが生じると予測されました。驚くべきことに、中国の別の観測施設が同じ遅延を実測しており、理論への経験的裏付けとなっています。

研究者らは、もしこのシナリオが将来的に確認されれば、宇宙自体が量子重力を極めて高エネルギー領域で研究できる自然の実験室になると期待しています。

元記事: https://gizmodo.com/this-photon-survived-an-impossible-journey-to-earth-to-explain-it-physicists-had-to-break-einstein-2000809459