De zeer kleine golflengte van gammastraallicht biedt de mogelijkheid om hoge resolutiegegevens te verkrijgen over zeer fijne details - misschien zelfs details over de kwantumsubstructuur van een vacuüm - of met andere woorden, de granulariteit van lege ruimte.
De kwantumfysica suggereert dat een vacuüm allesbehalve leeg is, met virtuele deeltjes die regelmatig binnen en na Planck-tijd opduiken. De voorgestelde deeltjesaard van zwaartekracht vereist ook gravitondeeltjes om gravitatie-interacties te mediëren. Dus om een theorie van kwantumzwaartekracht te ondersteunen, moeten we verwachten dat we bewijs vinden van een mate van granulariteit in de substructuur van ruimte-tijd.
Er is momenteel veel belangstelling voor het vinden van bewijs van schendingen van de Lorentz-invariantie - waarbij Lorentz-invariantie een fundamenteel principe is van de relativiteitstheorie - en (onder andere) vereist dat de lichtsnelheid in een vacuüm altijd constant moet zijn.
Het licht wordt vertraagd wanneer het door materialen gaat die een brekingsindex hebben, zoals glas of water. We verwachten echter niet dat dergelijke eigenschappen door een vacuüm worden vertoond - behalve volgens de kwantumtheorie op buitengewoon kleine Planck-schaaleenheden.
Dus theoretisch zouden we kunnen verwachten dat een lichtbron die uitzendt over alle golflengten - dat wil zeggen alle energieniveaus - het zeer hoge energie, zeer korte golflengtegedeelte van zijn spectrum beïnvloedt door de vacuüm-onderbouw - terwijl de rest van zijn spectrum dat niet is ' t zo beïnvloed.
Er zijn op zijn minst filosofische problemen met het toewijzen van een structurele compositie aan het vacuüm van de ruimte, omdat het dan een achtergrondreferentiekader wordt - vergelijkbaar met de hypothetische lichtgevende ether waarvoor Einstein de noodzaak verwierp door algemene relativiteit vast te stellen.
Desalniettemin hopen theoretici het huidige schisma tussen grootschalige algemene relativiteit en kleinschalige kwantumfysica te verenigen door een evidence-based theorie van kwantumzwaartekracht op te zetten. Het kan zijn dat er kleinschalige schendingen van de Lorentz-invariantie zullen zijn, maar dat dergelijke schendingen op grote schaal irrelevant zullen worden - misschien als gevolg van kwantumdecoherentie.
Quantumdecherentie kan het mogelijk maken dat het grootschalige universum consistent blijft met de algemene relativiteitstheorie, maar nog steeds kan worden verklaard door een verenigende kwantumzwaartekrachttheorie.
Op 19 december 2004 detecteerde het in de ruimte gebaseerde INTEGRAL-gammastraalobservatorium Gamma Ray Burst GRB 041219A, een van de helderste uitbarstingen ooit. De stralingsoutput van de gammastraaluitbarsting vertoonde indicaties van polarisatie - en we kunnen er zeker van zijn dat eventuele effecten op kwantumniveau werden benadrukt door het feit dat de uitbarsting plaatsvond in een ander sterrenstelsel en het licht daaruit meer dan 300 miljoen lichtjaren heeft gereisd van vacuüm om ons te bereiken.
De mate van polarisatie die kan worden toegeschreven aan de onderbouw van het vacuüm, zou alleen zichtbaar zijn in het gammastraalgedeelte van het lichtspectrum - en er werd gevonden dat het verschil tussen polarisatie van de gammastraalgolflengten en de rest van het spectrum was ... nou, niet op te sporen.
De auteurs van een recent artikel over de INTEGRAL-gegevens beweren dat het een resolutie bereikte tot Planck-schalen, zijnde 10-35 meter. INTEGRAL's waarnemingen beperken inderdaad de mogelijkheid van elke kwantumgranulariteit tot een niveau van 10-48 meter of kleiner.
Elvis heeft het gebouw misschien niet verlaten, maar de auteurs beweren dat deze bevinding een grote impact zou moeten hebben op de huidige theoretische opties voor een kwantumzwaartekrachttheorie - waardoor nogal wat theoretici teruggestuurd worden naar de tekentafel.
Verder lezen: Laurent et al. Beperkingen op Lorentz Invariance Violation met behulp van INTEGRAL / IBIS-waarnemingen van GRB041219A.
