Un geni. Una frase: “Era impossible”. Però ara, un punt de llum a la foscor còsmica ho ha canviat tot. La ciència trontolla, i el que crèiem inamovible, potser ja no ho és tant.
Imagineu les regles més bàsiques de l’univers. Les que ens ha ensenyat el pare de la relativitat moderna. Ara, penseu que una d’aquestes regles, una llei fonamental, podria tenir una escletxa. Una de tan gran que ens obliga a reescriure els llibres de text.
El fotó que va desafiar el temps i l’espai
El protagonista d’aquesta història és un fotó de 300 TeV. Una partícula subatòmica amb una energia absolutament colossal. Ha viatjat uns 2.000 milions d’anys llum a través del cosmos fins a nosaltres. Un autèntic supervivent còsmic.
Va ser detectat l’octubre de 2022, a l’observatori Carpet, a Baksán. Formava part d’una explosió de raigs gamma anomenada GRB 221009A, coneguda col·loquialment com BOAT. Però aquest fotó en concret, amb la seva energia inaudita, ha desafiat la lògica.
Segons les teories d’Albert Einstein del 1905, hauria d’haver desaparegut pel camí. Literalment. Havia de desintegrar-se. Era, en la seva pròpia definició, “impossible” que arribés a la Terra.
La invariança de Lorentz: el mur còsmic
El 1905, Albert Einstein va formular la invariància de Lorentz com a part de la seva Teoria de la Relativitat. En essència, aquesta llei postula que la velocitat de la llum és constant per a tots els observadors, independentment del seu moviment. Això, per tant, estableix un límit de velocitat absolut a l’univers. És una de les bases sobre les quals es construeix la nostra comprensió del cosmos.
Però què vol dir això per al nostre fotó? Un fotó d’energia tan alta, com el nostre “viatger” de 300 TeV, no hauria de sobreviure a un viatge tan llarg. La raó és la radiació de fons de microones. És un remanent de llum del Big Bang, omnipresent a l’univers. Els fotons del fotó d’energia extremadament alta haurien de col·lidir amb aquesta radiació i desintegrar-se completament.
És com una fletxa gegant que intenta travessar un bosc immens. Un bosc tan dens, amb els arbres tan junts, que és impossible arribar al final sense estavellar-se contra un tronc. El nostre fotó era aquella fletxa, i el bosc, l’univers.
La solució impossible que no era suficient
Des que es va detectar l’explosió BOAT, els científics buscaven una solució. Una de les hipòtesis més acceptades parlava de les partícules axioniques (ALPs). La idea era que el fotó podria convertir-se temporalment en una partícula ALP durant el viatge, esquivant així les interaccions amb la radiació de fons.
Un cop a la Via Làctia, tornaria al seu estat de fotó. Seria com si la fletxa, per un moment, es convertís en una simple mota de pols per travessar el bosc, i després tornés a ser una fletxa. Això sona a ciència-ficció, però s’ha demostrat que és un procés real.
El problema? Aquesta transformació només és possible per a fotons de poques desenes de teraelectronvolts (TeV). Per al nostre, amb 300 TeV, aquesta via era un escenari impossible. Es necessitava una explicació més potent. (Sí, nosaltres també al·lucinem amb aquestes xifres).
La hipòtesi italiana que reescriu les regles
Ara, un equip de científics italians ha posat una solució sorprenent sobre la taula. El seu estudi, recentment publicat, suggereix una idea que podria ser un canvi radical per a la física moderna. La seva hipòtesi: les lleis de la física que tenim acceptades avui, les d’Einstein, podrien variar lleugerament a energies extremadament altes.
Això implicaria una cosa que ens fa pensar a tots: que la velocitat de la llum no seria sempre idèntica per a tothom. Especialment sota condicions de potència còsmica inimaginable. Un gir de guió que ningú esperava.
Això no és un detall menor. Si la velocitat de la llum pogués fluctuar, ni que fos mínimament a certes escales, el nostre mapa de l’univers canviaria per sempre. Nosaltres ho sentim com una sacsejada.
Aquesta petita variació en les regles, amb energies tan extremes, redefiniria el llindar matemàtic que determina si dos fotons es desintegren en xocar. La radiació de fons de microones seguiria sent-hi, clar, però no seria suficient per aniquilar el fotó. Seria com si els arbres del bosc, tot i ser-hi, es tornessin una mica més “travessables”, en comptes d’oposar una resistència total a la fletxa.
La prova definitiva: el fotó que va arribar tard
La prova que valida, en part, aquesta atrevida teoria italiana és crucial. El fotó de 300 TeV va arribar a l’observatori Carpet una hora més tard que la resta de fotons menys energètics de la mateixa explosió. Una diferència temporal que, segons la nova hipòtesi, quadra perfectament amb el seu model.
És com si la fletxa, en lloc de trencar-se, hagués hagut de lluitar contra cada tronc. Els ha travessat, sí, però cada interacció l’ha frenat una mica. El resultat? Un retard palpable. El cosmos ens està enviant senyals, i el que aprenem avui pot ser la clau per al demà. No podem obviar-ho.
Així que sí, llegir això avui us situa a l’avantguarda de la comprensió còsmica. Einstein no s’equivocava del tot (lluny d’això, la seva teoria segueix sent fonamental i validada de mil maneres), però potser la seva formulació era “curta” per a la immensitat energètica de certs esdeveniments còsmics. És una excepció raríssima, una dades extrema, que ens obre una finestra inesperada al més profund del nostre univers. Quants més secrets ens amaga el cosmos, més enllà del que podem imaginar amb la nostra ciència actual?
