Une équipe de chercheurs a testé le principe centenaire d'Einstein selon lequel la vitesse de la lumière reste constante, en utilisant des observations de rayons gamma lointains. Leur analyse n'a trouvé aucune violation de cette règle mais a amélioré les contraintes existantes d'un ordre de grandeur. L'étude met en lumière les efforts continus pour réconcilier la théorie quantique avec la gravité.
En 1887, les physiciens Albert Michelson et Edward Morley ont mené une expérience qui a montré de manière inattendue qu'il n'y avait aucune variation de la vitesse de la lumière indépendamment de la direction, ouvrant la voie à la relativité restreinte d'Albert Einstein. Cette théorie postule que la vitesse de la lumière est constante pour tous les observateurs, soutenue par l'invariance de Lorentz, un principe central à la fois pour la théorie quantique des champs et le Modèle standard de la physique des particules. Malgré les succès de la relativité restreinte et de la relativité générale —qui décrit la gravité comme la courbure de l'espace-temps—, ces cadres entrent en conflit lors de la combinaison de la mécanique quantique avec les effets gravitationnels. Les théories de la gravité quantique prédisent souvent des violations subtiles de l'invariance de Lorentz, suggérant en particulier que la vitesse de la lumière pourrait varier légèrement avec l'énergie d'un photon à des niveaux très élevés. Pour sonder cela, une équipe de recherche incluant Mercè Guerrero, ancienne étudiante de l'Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), Anna Campoy-Ordaz, actuelle doctorante IEEC à l'UAB, Robertus Potting de l'Université de l'Algarve, et Markus Gaug, conférencier à l'UAB affilié à l'IEEC, a analysé des rayons gamma de très haute énergie provenant de sources cosmiques. Ces photons parcourent d'immenses distances, de sorte que même de légères différences de vitesse basées sur l'énergie pourraient entraîner des retards temporels détectables à leur arrivée sur Terre. En employant une nouvelle méthode statistique, les scientifiques ont combiné des mesures antérieures pour examiner les paramètres de la Standard Model Extension qui pourraient indiquer des violations de Lorentz. Leurs résultats, publiés dans Physical Review D en 2025, n'ont révélé aucun tel effet, confirmant les prédictions d'Einstein. Cependant, le travail réduit la portée possible pour une nouvelle physique d'un facteur dix. Des instruments futurs comme le Cherenkov Telescope Array Observatory promettent des tests encore plus précis, poursuivant la quête d'unification de la théorie quantique et de la gravité.