शोधकर्ताओं ने इतने उच्च ऊर्जा वाले फोटॉन का पता लगाया है कि ज्ञात भौतिकी के नियमों के अनुसार, उसे पृथ्वी तक नहीं पहुंचना चाहिए था। यह कण अंतरिक्ष में लगभग दो अरब प्रकाश वर्ष यात्रा करके गुजरा, जिससे उच्च-ऊर्जा फोटॉनों के प्रसार की भविष्यवाणियों को चुनौती मिली।
यह खोज GRB 221009A से जुड़ी है, जो अब तक देखी गई सबसे चमकीली गामा-विकिरण चमक थी। इस घटना को अक्टूबर 2022 में दर्ज किया गया था और यह सितारों के पतन या टकराव से जुड़े एक अत्यंत शक्तिशाली विस्फोट का परिणाम है।
इस फोटॉन की पहचान रूस के बक्सान वेधशाला में स्थापित कारपेट कॉस्मिक रे डिटेक्टर का उपयोग करके की गई थी। कण में 300 टेराइलेक्ट्रॉनवोल्ट (TeV) की ऊर्जा थी, जो दृश्य प्रकाश की ऊर्जा से लगभग सौ खरब गुना अधिक है।
समस्या यह है कि अंतरिक्ष पूरी तरह से खाली नहीं है; यह अवशिष्ट माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण से संतृप्त है, जिसे सीएमबी (CMB) के रूप में जाना जाता है, जो बिग बैंग की शेष चमक है। जब अत्यधिक ऊर्जावान फोटॉन इस विकिरण के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, तो वे अन्य कणों में परिवर्तित हो सकते हैं, इसलिए देखे गए ऊर्जा वाले फोटॉन के पास इतनी लंबी यात्रा में जीवित रहने की कम संभावना होनी चाहिए थी।
कुछ क्वांटम गुरुत्वाकर्षण मॉडल बताते हैं कि चरम ऊर्जा स्तरों पर लोरेन्ज़ अपरिवर्तनीयता से संबंधित नियम बदल सकते हैं। ऐसी परिस्थितियों में ब्रह्मांड फोटॉनों के लिए अधिक पारदर्शी हो सकता है, जिसकी तुलना इन कणों के लिए एक प्रकार की 'फास्ट लेन' के अस्तित्व से की जा सकती है।
GRB 221009A की विशेषता का अतिरिक्त स्पष्टीकरण
यह परिकल्पना GRB 221009A में देखी गई एक अन्य विशेषता की भी संभावित रूप से व्याख्या कर सकती है। 300 TeV ऊर्जा वाला फोटॉन कम ऊर्जा वाले फोटॉनों के लगभग एक घंटे बाद पृथ्वी पर पहुंचा। लेख के अनुसार, एक अन्य अध्ययन पहले ही इंगित कर चुका था कि यह देरी संभवतः लोरेन्ज़ अपरिवर्तनीयता के संभावित उल्लंघन से संबंधित हो सकती है।
शोधकर्ताओं के लिए सबसे महत्वपूर्ण पहलू इन दो अवधारणाओं का संयोजन है, जिन्हें पहले स्वतंत्र रूप से विकसित किया गया था। INFN के खगोल भौतिकीविद् मार्को रोंकाडेल्ली ने कहा: 'हमारे काम का सबसे दिलचस्प पहलू यह है कि हम पहली बार दो विचारों को जोड़ रहे हैं जो अब तक अलग-अलग विकसित हो रहे थे।'
यदि भविष्य के अवलोकन इस परिदृश्य की पुष्टि करते हैं, तो ब्रह्मांड किसी भी जमीनी त्वरक की क्षमताओं से काफी अधिक ऊर्जा पर क्वांटम गुरुत्वाकर्षण का अध्ययन करने के लिए एक प्राकृतिक प्रयोगशाला के रूप में कार्य कर सकता है। हालांकि, अभी के लिए यह स्पष्टीकरण केवल एक फोटॉन के अवलोकन पर आधारित एक सैद्धांतिक मॉडल बना हुआ है, और इस सिद्धांत की पुष्टि के लिए समान घटनाओं की आवश्यकता होगी।