Това е крайъгълен камък на съвременната физика, че нищо във Вселената не е по-бързо от скоростта на светлината (° С). Въпреки това, теорията на Айнщайн за специална относителност позволява случаи, когато определени влияния се появи да пътувате по-бързо от светлината, без да нарушавате причинно-следствената връзка. Това са онова, което е известно като "фотонически буми", концепция, подобна на звуков бум, където светлинните петна се движат по-бързо от ° С.
И според ново изследване на Робърт Немиров, професор по физика в Технологичния университет в Мичиган (и съ-създател на Astronomy Picture of the Day), тези явления могат да помогнат за блясък на светлина (без каламбур!) На Космоса, което ни помага да картографираме то с по-голяма ефективност.
Помислете за следния сценарий: ако лазер се помети върху отдалечен обект - в този случай Луната - мястото на лазерната светлина ще се движи по обекта със скорост, по-голяма от ° С, По принцип колекцията на фотони се ускорява покрай скоростта на светлината, докато петното обикаля както повърхността, така и дълбочината на обекта.
Полученият „фотонен бум“ възниква под формата на светкавица, която се наблюдава от наблюдателя, когато скоростта на светлината пада от свръхсветна до под скоростта на светлината. Това става възможно от факта, че петната не съдържат маса, като по този начин не нарушават основните закони на специалната относителност.
Друг пример се среща редовно в природата, където светлинни лъчи от пулсар преминават през облаци от космически прах, създавайки сферична обвивка от светлина и радиация, която се разширява по-бързо от c, когато пресича повърхност. Почти същото важи и за бързо движещите се сенки, при които скоростта може да бъде много по-бърза и да не се ограничава до скоростта на светлината, ако повърхността е ъглова.
На среща на Американското астрономическо дружество в Сиатъл, Вашингтон, по-рано този месец, Немиров сподели как тези ефекти могат да бъдат използвани за изучаване на Вселената.
„Фотонните буми се случват около нас доста често“, казва Немиров в съобщение за пресата, „но те винаги са твърде кратки, за да се забележат. В Космоса те продължават достатъчно дълго, за да забележат - но никой не се е сетил да ги потърси! ”
Според него свръхлюмината може да се използва за разкриване на информация за триизмерната геометрия и разстоянието на звездни тела като близки планети, преминаващи астероиди и далечни обекти, осветени от пулсари. Ключът е да се намерят начини да ги генерирате или наблюдавате точно.
За целите на своето проучване, Nemiroff разгледа два примерни сценария. Първият включваше лъч, който се метеше върху разсейващ се сферичен обект - т.е. петна от светлина, движеща се през Луната и пулсарни спътници. Във втория лъчът се мести през „разсейваща се равнинна стена или линейна нишка“ - в този случай променливата мъглявина на Хъбъл.
В първия случай астероидите биха могли да бъдат картографирани подробно с помощта на лазерен лъч и телескоп, оборудван с високоскоростна камера. Лазерът може да бъде пометен по повърхността хиляди пъти в секунда и светкавиците се записват. В последното се наблюдават сенки, преминаващи между ярката звезда R Monocerotis и отразяващи прах, със скорост толкова голяма, че създават фотонски буми, които се виждат дни или седмици.
Този вид образна техника е коренно различна от директните наблюдения (която разчита на фотографията на обектива), радара и конвенционалния лидар. Тя се отличава и от радиацията на Черенков - електромагнитно излъчване, излъчвано, когато заредените частици преминават през среда със скорост, по-голяма от скоростта на светлината в тази среда. Пример за това е синият блясък, излъчван от подводен ядрен реактор.
В комбинация с другите подходи това би могло да позволи на учените да получат по-пълна картина на обекти в нашата Слънчева система и дори далечни космологични тела.
Проучване на Nemiroff, прието за публикуване от публикациите на Астрономическото общество на Австралия, с предварителна версия, достъпна онлайн в arXiv Astrophysics
Допълнителна информация:
Прессъобщение на Michigan Tech
Робърт Немиров / Michigan Tech
