Po przekroczeniu prędkości światła, rozbłyski gamma mogą cofać się w czasie

Po przekroczeniu prędkości światła, rozbłyski gamma mogą cofać się w czasie

Możemy wyjaśnić.

O ile wiemy, czas płynie tylko w jednym kierunku. Ale w 2018 roku naukowcy odkryli zdarzenia w niektórych impulsach rozbłysków gamma, które powtarzały się tak, jakby wracały w czasie.

Dziś nowe badania dostarczają odpowiedzi na pytanie, co może wywołać efekt odwracalności czasu. Jeśli fale w relatywistycznych dżetach, które wytwarzają rozbłyski promieniowania gamma, przemieszczają się szybciej niż światło – z prędkością „nadświetlną” – jednym z efektów może być odwracalność w czasie.

Takie przyspieszające fale mogą być rzeczywiście możliwe. Wiemy, że kiedy światło przechodzi przez ośrodek (taki jak gaz lub plazma), jego prędkość fazowa jest nieco mniejsza niż prędkość światła w próżni i, o ile wiemy, prędkość wszechświata.

W konsekwencji fala może przemieszczać się przez strumień promieni gamma z prędkością ponadświetlną bez naruszania teorii względności. Ale aby to zrozumieć, musimy przyjrzeć się źródłu tych rozbłysków.

Błyski gamma to najbardziej energetyczne eksplozje we wszechświecie. Mogą trwać od kilku milisekund do kilku godzin, są niezwykle jasne, a nie mamy jeszcze wyczerpującej listy ich przyczyn.

Z naszych obserwacji zderzających się gwiazd neutronowych w 2017 roku wiemy, że zderzenia te mogą powodować wybuchy promieniowania gamma. Astronomowie uważają również, że takie wybuchy mają miejsce, gdy masywna, szybko wirująca gwiazda wpada do czarnej dziury, gwałtownie wyrzucając materię do otaczającej przestrzeni w kolosalnej hipernowej.

Czarna dziura jest otoczona przez chmurę materiału akrecyjnego wokół równika; jeśli obraca się wystarczająco szybko, odrzut początkowo eksplodowanej materii spowoduje wystrzelenie relatywistycznych dżetów z regionów polarnych, eksplodujących przez zewnętrzną powłokę gwiazdy progenitorowej, tworząc rozbłyski gamma.

Wróćmy teraz do fal, które poruszają się szybciej niż światło.

Wiemy, że poruszając się w ośrodku, cząsteczki mogą poruszać się szybciej niż światło. Zjawisko to jest odpowiedzialne za słynne promieniowanie Czerenkowa, często postrzegane jako charakterystyczna niebieska poświata. Ta poświata – „wybuch światła” – występuje, gdy naładowane cząstki, takie jak elektrony, poruszają się szybciej niż prędkość fazowa światła.

Astrofizycy John Hakkila z College of Charleston i Robert Nemiroff z Michigan Technological University uważają, że ten sam efekt można zaobserwować w wybuchach promieniowania gamma i przeprowadzili symulacje matematyczne, aby zademonstrować, jak to się dzieje.

„W tym modelu fala uderzeniowa w rozszerzającym się strumieniu promieniowania gamma jest przyspieszana od prędkości światła do prędkości ponadświetlnej lub zwalnia od prędkości ponadświetlnej do światła” – piszą w artykule.

Fala uderzeniowa oddziałuje ze środowiskiem, tworząc Czerenkowa i / lub inne promieniowanie, gdy porusza się z prędkością większą niż prędkość światła w tym środowisku, oraz inne mechanizmy (takie jak termiczne promieniowanie szokowe Comptona lub synchrotronowe), gdy poruszają się wolniej niż prędkość światła.

“Te przejścia tworzą krzywą blasku wstecznego wybuchu promieni gamma w procesie podwojenia relatywistycznego obrazu.”

Uważa się, że to podwojenie relatywistycznego obrazu występuje w detektorach Czerenkowa. Kiedy naładowana cząstka poruszająca się z prędkością bliską prędkości światła uderza w wodę, porusza się ona szybciej niż wytwarzane przez nią promieniowanie Czerenkowa, a zatem hipotetycznie może znaleźć się w dwóch miejscach jednocześnie: jeden obraz wydaje się przesuwać do przodu w czasie i druga porusza się w przeciwnym kierunku.

Należy pamiętać, że to podwojenie nie zostało jeszcze zaobserwowane eksperymentalnie. Ale jeśli tak się stanie, spowoduje to odwracalność w czasie, obserwowaną na krzywych jasności promieniowania gamma, powstającą w przypadku, gdy fala uderzeniowa przechodząca przez ośrodek reaktywny jest przyspieszana do prędkości przekraczających prędkość światła i zwalnia do prędkości światła.

Naukowcy założyli, że impaktorem odpowiedzialnym za wytworzenie rozbłysku gamma byłaby fala o dużej skali spowodowana, powiedzmy, zmianą gęstości lub pola magnetycznego. Będzie to wymagało dalszej analizy.

„Standardowe modele GRB pomijają odwracalne w czasie właściwości krzywej blasku” – powiedział Hakkila. „Superluminalny ruch strumienia wyjaśnia te właściwości, zachowując wiele standardowych cech modelu”.

Badanie zostało opublikowane w Astrophysical Journal.

Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: