El fotón procedía de una galaxia situada a unos 2.000 millones de años luz de la Tierra, tan distante que la luz partió cuando en nuestro planeta apenas existían organismos unicelulares. Su energía superaba en más de veinte veces la que se alcanza en las colisiones del CERN, el mayor acelerador de partículas construido por el ser humano, lo que sitúa la observación en un terreno que la física experimental apenas había explorado hasta ahora.
El origen de la partícula es GRB 221009A, un estallido de rayos gamma detectado el 9 de octubre de 2022 y apodado por la comunidad científica como 'the BOAT' ('el más brillante de todos los tiempos', por sus siglas en inglés). Observaciones posteriores calcularon que fue hasta 70 veces más intenso que el anterior récord, y que un evento de esa magnitud ocurriría, como mucho, una vez cada 10.000 años. Estos estallidos se producen, según la teoría más aceptada, cuando el núcleo de una estrella mucho más masiva que el Sol colapsa y origina un agujero negro.
La señal fue captada inicialmente por Carpet, un instrumento del Observatorio de Baksan situado en el Cáucaso ruso y especializado en rayos cósmicos de energías extremas, y confirmada después por la colaboración LHAASO y por los telescopios espaciales Swift y Fermi, de la NASA. La coincidencia de varios instrumentos en distintos puntos del planeta reforzaría la solidez del registro, aunque los físicos italianos Giorgio Galanti y Marco Roncadelli, firmantes del estudio, plantean su hallazgo con la cautela propia de una observación que, de confirmarse, tendría implicaciones profundas.
La invariancia de Lorentz, en entredicho
Galanti y Roncadelli apuntan a una posible ruptura, mínima pero real, de la invariancia de Lorentz, el principio que sostiene que las leyes de la física deben ser idénticas para cualquier observador, sin importar su velocidad. Si esa simetría se rompiera a escalas extremas ligadas a la gravedad cuántica, un fotón como este podría esquivar las colisiones que en teoría deberían haberlo destruido en su recorrido por el universo observable. Los investigadores descartaron que la explicación resida únicamente en las llamadas partículas tipo axión, otra hipótesis que se había barajado en un primer momento.
Un dato adicional reforzaría esa teoría: el fotón llegó con casi una hora de retraso respecto a otros fotones de menor energía procedentes del mismo estallido, un desfase que la propia teoría de la violación de Lorentz había anticipado antes de que se comprobara con datos reales. Ese retraso, de confirmarse su origen físico, funcionaría como una firma que distinguiría este fenómeno de otras explicaciones convencionales.
Si la hipótesis se confirma con nuevas observaciones, supondría la primera prueba experimental de que la teoría de la relatividad de Einstein deja de cumplirse a energías extremas, algo que hasta ahora solo existía sobre el papel en algunos modelos de gravedad cuántica. La búsqueda de señales de este tipo lleva más de dos décadas en marcha, desde que los primeros modelos teóricos predijeron pequeñas violaciones de la simetría a esas escalas de energía. La cautela ante hallazgos que apuntan a lo extremo no es exclusiva de la astrofísica: en inteligencia artificial, Amodei (Anthropic) advirtió de escenarios de descontrol que solo el tiempo y nuevos datos permiten calibrar.
La comunidad científica trata el resultado con la cautela habitual en física de partículas ante un único evento, por extremo que sea. Observatorios como LHAASO, en China, ya monitorizan el cielo en busca de un segundo fotón con características similares que permita confirmar de manera independiente el fenómeno detectado en GRB 221009A.
Hasta la fecha, ningún experimento terrestre ni observación astronómica había ofrecido un candidato tan sólido como este fotón para poner a prueba los límites de la relatividad especial. La confirmación o el descarte de la hipótesis dependerá de que aparezcan nuevos casos comparables, que los equipos de investigación en Italia, Rusia, China y Estados Unidos ya buscan activamente.
