La très petite longueur d'onde de la lumière des rayons gamma offre la possibilité d'obtenir des données à haute résolution sur des détails très fins - peut-être même des détails sur la sous-structure quantique d'un vide - ou en d'autres termes, la granularité de l'espace vide.
La physique quantique suggère qu'un vide est tout sauf vide, avec des particules virtuelles qui surgissent et disparaissent régulièrement dans les instants de Planck. La nature des particules proposée de la gravité nécessite également des particules de graviton pour médier les interactions gravitationnelles. Donc, pour soutenir une théorie de la gravité quantique, nous devrions nous attendre à trouver des preuves d'un degré de granularité dans la sous-structure de l'espace-temps.
Il existe actuellement un grand intérêt à trouver des preuves de violations de l'invariance de Lorentz - où l'invariance de Lorentz est un principe fondamental de la théorie de la relativité - et (entre autres choses) exige que la vitesse de la lumière dans le vide soit toujours constante.
La lumière est ralentie lorsqu'elle traverse des matériaux ayant un indice de réfraction comme le verre ou l'eau. Cependant, nous ne nous attendons pas à ce que de telles propriétés soient exposées par le vide - sauf, selon la théorie quantique, à des unités d'échelle Planck extrêmement minuscules.
Donc, théoriquement, nous pourrions nous attendre à ce qu'une source de lumière qui diffuse sur toutes les longueurs d'onde - c'est-à-dire tous les niveaux d'énergie - ait la portion d'énergie très élevée et de longueur d'onde très courte de son spectre affectée par la sous-structure du vide - tandis que le reste de son spectre n'est pas '' t tellement affecté.
Il y a au moins des problèmes philosophiques à assigner une composition structurelle au vide de l'espace, car il devient alors un cadre de référence de fond - similaire à l'éther luminifère hypothétique dont Einstein a rejeté la nécessité en établissant la relativité générale.
Néanmoins, les théoriciens espèrent unifier le schisme actuel entre la relativité générale à grande échelle et la physique quantique à petite échelle en établissant une théorie fondée sur des preuves de la gravité quantique. Il se peut que des violations de l'invariance de Lorentz à petite échelle soient constatées, mais que ces violations deviendront non pertinentes à grande échelle - peut-être en raison de la décohérence quantique.
La décohérence quantique pourrait permettre à l'univers à grande échelle de rester cohérent avec la relativité générale, tout en pouvant être expliquée par une théorie unificatrice de la gravité quantique.
Le 19 décembre 2004, l'observatoire spatial à rayons gamma INTEGRAL a détecté le sursaut gamma GRB 041219A, l'un des plus éclatants de ce type jamais enregistrés. La sortie radiative de la rafale de rayons gamma a montré des signes de polarisation - et nous pouvons être sûrs que tous les effets de niveau quantique ont été accentués par le fait que la rafale s'est produite dans une galaxie différente et que sa lumière a parcouru plus de 300 millions d'années-lumière. du vide pour nous atteindre.
Quelle que soit l'étendue de la polarisation qui peut être attribuée à la sous-structure du vide, ne serait visible que dans la partie des rayons gamma du spectre lumineux - et il a été constaté que la différence entre la polarisation des longueurs d'onde des rayons gamma et le reste du spectre était … Enfin, indétectable.
Les auteurs d'un récent article sur les données INTEGRAL affirment qu'il a atteint une résolution jusqu'aux échelles de Planck, soit 10-35 mètres. En effet, les observations d'INTEGRAL limitent la possibilité de toute granularité quantique à un niveau de 10-48 mètres ou moins.
Elvis n'a peut-être pas quitté le bâtiment, mais les auteurs affirment que cette découverte devrait avoir un impact majeur sur les options théoriques actuelles pour une théorie de la gravité quantique - renvoyant pas mal de théoriciens à la planche à dessin.
Lectures complémentaires: Laurent et al. Contraintes sur la violation d'invariance de Lorentz en utilisant les observations INTEGRAL / IBIS de GRB041219A.
