宇宙大灾难允许爱因斯坦广义相对论的精确测试

　　2019年，MAGIC望远镜探测到第一次高能伽马射线爆发。这是从这样一个宇宙物体中获得的最强的伽马射线。但是GRB的数据提供了更多:通过进一步的分析，魔术科学家现在可以证实光速在真空中是恒定的——并且不依赖于能量。因此，像许多其他测试一样，GRB数据也证实了爱因斯坦的广义相对论。这项研究现已发表在《物理评论快报》上。

　　爱因斯坦的广义相对论是一个美丽的理论，它解释了质量和能量如何与时空相互作用，创造了一种通常被称为重力的现象。GR已经在各种不同的物理条件下和在许多不同的尺度下进行了测试和再测试，并且，假设光速是恒定的，它总是能够出色地预测实验结果。然而，物理学家怀疑重力理论不是最基本的理论，并且可能存在一个潜在的量子力学引力描述，被称为量子引力(QG)。

　　一些QG理论认为光速可能与能量有关。这种假设的现象被称为洛伦兹不变性违反(LIV)。人们认为它的影响太小，无法测量，除非它们是经过很长时间积累的。那么如何实现呢？一种解决方案是使用来自伽马射线天文源的信号。伽马射线爆发是强大而遥远的宇宙爆炸，它发出高度可变的、极其高能的信号。因此，它们是QG实验测试的优秀实验室。高能光子预计会受到QG效应的更大影响，而且应该会有很多这样的光子；这些物质在到达地球之前会移动数十亿年，这增强了这种效应。

　　伽玛暴每天都被星载探测器探测到，这种探测器可以观察到大部分天空，但是能量比地面望远镜如MAGIC要低。2019年1月14日，MAGIC望远镜系统探测到了第一个在太电伏特能量领域的GRB(TEv，能量是可见光的10000亿倍)，因此记录了迄今为止从这样一个物体上观察到的最有能量的光子。进行了多次分析，以研究该物体的性质和极高能量辐射。

　　里耶卡大学的研究员托米斯拉夫·泰尔齐奇说:“在GRB的TeV能量范围内，从来没有进行过LIV研究，只是因为到目前为止还没有这样的数据。”二十多年来，我们一直期待这样的观察能够增加对LIV效应的敏感性，但是直到看到我们分析的最终结果，我们才知道增加了多少。这是一个非常激动人心的时期。”

　　自然，魔术科学家想利用这一独特的观察来寻找QG效应。然而，在一开始，他们面临着一个障碍:用MAGIC望远镜记录的信号随着时间单调衰减。虽然这对于研究伽马射线暴的天体物理学家来说是一个有趣的发现，但它不利于LIV测试。巴塞罗纳IFAE大学的研究员丹尼尔·克尔斯伯格说:“当比较两种不同能量的伽马射线的到达时间时，人们会认为它们是从源头上瞬间发射的。”然而，我们对天体过程的了解仍然不够精确，无法确定任何特定光子的发射时间。”