Pesquisadores registraram um fóton com energia tão alta que, de acordo com as leis conhecidas da física, ele não deveria ter chegado à Terra. Esta partícula viajou cerca de dois bilhões de anos-luz no espaço, desafiando as previsões sobre a propagação de fótons de alta energia.
Este achado está relacionado ao GRB 221009A, o clarão de raios gama mais brilhante já observado. Este fenômeno foi registrado em outubro de 2022 e é consequência de uma explosão extremamente poderosa associada ao colapso ou colisão de estrelas.
O fóton foi identificado usando o detector de raios cósmicos Carpet, instalado na Observatório de Baksan, na Rússia. A partícula possuía uma energia de 300 teraelétronvolts (TeV), o que é aproximadamente cem trilhões de vezes maior do que a energia da luz visível.
O problema é que o espaço não é absolutamente vazio; ele está saturado pela radiação cósmica de fundo em micro-ondas, conhecida como CMB, que representa o brilho residual do Big Bang. Quando fótons de altíssima energia interagem com esta radiação, eles podem se transformar em outras partículas, portanto, o fóton com a energia observada deveria ter poucas chances de sobreviver a uma viagem tão longa.
Alguns modelos de gravidade quântica sugerem que as regras relativas à invariância de Lorentz podem mudar em níveis de energia extremos. Sob tais condições, o Universo poderia se tornar mais transparente para fótons de altíssima energia, o que pode ser comparado à existência de uma espécie de 'faixa rápida' para essas partículas.
Explicação Adicional da Característica do GRB 221009A
Esta hipótese também pode explicar outra característica notada no GRB 221009A. O fóton de 300 TeV chegou à Terra cerca de uma hora depois dos fótons de menor energia. De acordo com o artigo, outra pesquisa já indicava que tal atraso poderia estar ligado a uma possível violação da invariância de Lorentz.
Para os pesquisadores, o aspecto mais significativo é a união dessas duas concepções, que antes eram desenvolvidas independentemente. O astrofísico Marco Roncadelli, do INFN, declarou: 'O aspecto mais interessante do nosso trabalho é que, pela primeira vez, estamos unindo duas ideias que até agora foram desenvolvidas separadamente.'
Se futuras observações confirmarem este cenário, o Universo poderá funcionar como um laboratório natural para estudar a gravidade quântica em energias significativamente superiores às capacidades de qualquer acelerador terrestre. No entanto, por enquanto, a explicação permanece apenas um modelo teórico baseado na observação de um único fóton, e novos eventos semelhantes serão necessários para confirmar essa teoria.