科技日報北京9月10日電 （記者張佳欣）一個能量約300萬億電子伏特（TeV）的光子，從20多億光年外的宇宙爆炸中飛來。按現有物理學理論，它本應在傳播途中被吸收，為何卻能最終抵達地球？對此，意大利國家天體物理研究所和國家核物理研究所團隊提出一種新的理論模型，解釋了這個迄今觀測到的能量最高的伽馬射線暴光子為何能夠穿越如此遙遠的距離。這一解釋暗示，在極端條件下，時空的行為方式可能不同於愛因斯坦相對論所描述的情況。相關研究已獲《物理評論快報》接收。

　　這個原本“不該抵達”的光子來自伽馬射線暴GRB 221009A。這場爆炸發生在距地球約20億光年之外，產生的大量光子穿越漫長的宇宙空間，最終抵達地球。科學家在觀測數據中發現了一個能量約300 TeV的光子，其創下了伽馬射線暴光子的能量紀錄。

　　按照現有物理學理論，這個光子本不應該抵達地球，因為宇宙中遍布著大爆炸留下的宇宙微波背景輻射。對於能量如此之高的光子而言，在穿越20多億光年時空的過程中，很容易與這些背景輻射中的光子發生相互作用，轉化為其他粒子。

　　因此有科學家猜想，光子在傳播過程中可能暫時轉化為軸子樣粒子（ALP）。這種假想粒子不容易受到宇宙背景輻射影響，可幫助光子避開沿途“障礙”，接近銀河系后再重新轉化為光子。不過，這種機制能夠解釋的光子能量有限，仍不足以說明300 TeV光子為何能夠抵達地球。

　　此次，團隊提出一種模型假設：在極端高能條件下，光子的傳播方式可能出現此前未被觀測到的細微變化。部分量子引力理論認為，這種情況下，愛因斯坦狹義相對論中的洛倫茲不變性可能發生輕微偏離。這種變化可能讓超高能光子與宇宙背景輻射發生相互作用的概率降低，使宇宙在極端高能下變得更加“透明”。借助這一機制，300 TeV光子便可能避開原本足以讓它消失的相互作用，穿越20多億光年抵達地球。

　　該模型用一種解釋同時說明了兩個不同現象：迄今觀測到的伽馬射線暴中能量最高的光子為何能夠穿越20多億光年抵達地球，以及它為何比低能光子晚約1小時到達。團隊計算發現，在這一模型下，能量約300 TeV的光子應比低能光子晚約1小時抵達地球。來自中國“拉索”的觀測結果顯示，兩者的到達時間確實相差約1小時。

　　不過，這一結果目前只是對理論情景的支持，未來仍需更多觀測來檢驗這一解釋。