Una señal captada el 9 de octubre de 2022 por el observatorio Carpet, en Bakú, reveló una explosión de rayos gamma catalogada como GRB 221009A, apodada popularmente “BOAT”. Entre los cientos de fotones registrados, uno sobresalió: poseía una energía de 300 tera‑electronvoltios (TeV), la más alta jamás observada en un estallido de este tipo. Lo sorprendente es que este fotón habría viajado aproximadamente 2 000 millones de años luz para llegar a la Tierra, un trayecto que, según la invarianza de Lorentz formulada por Albert Einstein en 1905, debería haberlo destruido.
La invarianza de Lorentz sostiene que la velocidad de la luz es constante para todos los observadores, sin importar su movimiento. En la práctica, esto implica que un fotón extremadamente energético no puede atravesar el universo sin colisionar con la radiación cósmica de fondo (CMB), una lluvia de fotones remanentes del Big Bang que llena todo el espacio. Cada choque potencial desintegraría al fotón, de forma análoga a una flecha que atraviesa un bosque denso y se rompe al impactar con los árboles. Por eso, la llegada de un fotón de 300 TeV ha generado un intenso debate entre astrofísicos.
Una de las primeras propuestas para explicar el hallazgo fue la conversión temporal del fotón en una partícula axiónica ligera (ALP). Estas partículas, casi sin masa, podrían eludir la interacción con la CMB y volver a convertirse en fotón al acercarse a la Vía Láctea. Sin embargo, los cálculos indican que este mecanismo solo funciona para energías de decenas de TeV, muy por debajo de los 300 TeV observados, dejando la hipótesis insuficiente para el caso de BOAT.
Recientemente, un equipo italiano ha publicado un estudio que sugiere una alternativa más radical: a energías extremadamente altas, las leyes de la física podrían desviarse ligeramente de las predichas por la relatividad especial. En esa escala, la velocidad de la luz no sería estrictamente invariante y el umbral que determina la aniquilación de fotones contra la CMB se modificaría. De ser cierto, el fotón de 300 TeV habría sobrevivido porque la radiación de fondo ya no sería lo suficientemente densa para destruirlo.
La hipótesis italiana también explica un detalle observacional: el fotón de mayor energía llegó al detector aproximadamente una hora después que los fotones menos energéticos. Si la CMB se vuelve parcialmente “transparente” a energías ultra‑altas, los fotones más poderosos tendrían que recorrer un camino más largo dentro de la nube de radiación antes de emerger, retrasando su llegada. Este comportamiento coincide con los datos de Carpet y refuerza la plausibilidad de la propuesta.
Aunque estos resultados no invalidan la teoría de la relatividad en la gran mayoría de los experimentos, sí abren la puerta a posibles correcciones en el régimen de energía extremo, algo que nunca ha sido reproducido en laboratorios terrestres. Futuras observaciones de estallidos gamma y de fotones ultra‑energéticos serán cruciales para confirmar o descartar esta nueva física, que podría marcar el inicio de una revisión de los fundamentos de la física moderna.
Fuente: xataka