Una corsa tra fotoni nello spazio, vince Einstein

Una vera e propria corsa nello spazio tra raggi gamma  di diversa lunghezza d'onda si è consumata dopo l'esplosione di una stella distante 7,3 miliardi di anni-luce. I raggi gamma sono giunti negli strumenti di un rivelatore della NASA , il Fermi Gamma-Ray Space Telescope , con un ritardo di 9/10 tra i fotoni di alta energia e quelli di bassa energia, lo scorso mese di Maggio. Gli astronomi hanno dichiarato che questo evento è stato di fondamentale importanza per verificare uno dei principi fondamentali della teoria della relatività speciale  secondo la quale la velocità della luce  è costante e indipendente dalla sua lunghezza d'onda, o dalla sua energia e/o dalla direzione. 

Peter Michelson , della Stanford University , e investigatore principale del Fermi's Large Area Telescope, dice "Questo test lo considero come una conferma del fatto che Einstein aveva ragione". Non c'è stata, finora, alcuna importante evidenza sul fatto che l'energia o la lunghezza d'onda della luce possano influire sulla velocità di propagazione nello spazio dato che ciò potrebbe avere delle implicazioni sulla struttura stessa dello spaziotempo. Alcuni fisici teorici hanno di fatto suggerito che lo spazio ha una struttura granulare su scale molto piccole tali che la luce potrebbe muoversi più velocemente in alcune regioni e andare più lentamente in altre. Non solo, ma questo test è altresì importante in virtù del tentativo di unificare la teoria della relatività generale , che governa il macrocosmo, con la meccanica quantistica , che governa il microcosmo. Una delle conseguenze del bizzarro mondo dei quanti è che lo spaziotempo su scale subatomiche diventa discontinuo e caotico, un pò come guardare la superficie del mare che appare liscia, se siamo in aereo, oppure piena di increspature se siamo al livello della superficie. Ciò potrebbe causare degli effetti relativi alla propagazione dei fotoni rallentando quelli che hanno lunghezze d'onda più piccola rispetto a quelli con lunghezze d'onda più grandi. Maggiore è l'energia di un fotone, più piccola è la sua lunghezza d'onda. Quindi se immaginiamo i fotoni sulla superficie del mare, quelli che hanno lunghezza d'onda piccole faranno più fatica, per così dire, a seguire le onde (sono come dei rimorchiatori) mentre quelli che hanno lunghezze d'onda maggiori vanno più velocemente (sono come dei transatlantici).

In realtà occorrerebbe vedere dettagli così piccoli paragonabili alla lunghezza di Planck , 10^-33 centimetri, per verificare la struttura dello spazio e siccome questo attualmente è impossibile farlo dobbiamo necessariamente utilizzare la cosmologia: in altre parole, il nostro laboratorio diventa l'Universo. Ora il ritardo di 0,9 secondi misurato dai fotoni provenienti da GRB 090510, se si attribuisce a effetti di tipo quantistico piuttosto che a effetti di natura dinamica relativi alla stessa esplosione, indica che gli effetti di natura quantistica che causano un eventuale rallentamento della luce non si osservano finchè siamo su scale dell'ordine di 8/10 la lunghezza di Planck, almeno secondo i risultati di Sylvain Guiriec dell'Università dell'Alabama .

Insomma, riportando un articolo apparso nel 1919 sul New York Times , possiamo ancora affermare che Einstein  aveva ragione.