В далечен ъгъл на Вселената нещо пътува по-бързо от светлината.
Не, законите на физиката не се нарушават: Все още е вярно, че нищо не може да пътува по-бързо от светлината във вакуума на празното пространство. Но когато светлината пътува през материя, като междузвезден газ или супа от заредени частици, тя се забавя, което означава, че друга материя може да я изпревари. И това може да обясни странната симетрия в импулсите на едни от най-енергийните светлини във Вселената, наречени изблици на гама-лъчи.
Тези криптични изблици - ярки проблясъци на светлина от гама-лъчи, които идват от далечни галактики - се образуват, когато масивните звезди се сриват или когато се сблъскат ултра плътни неутронни звезди. Тези катаклизми изпращат скоростни струи горещо, заредено плазмено увеличение през космоса.
Но тези сигнали имат странна симетрия и причината да го правят все още е загадка.
Спукването на гама-лъчи не се изсветлява и затъмнява в един постоянен връх, а вместо това в трептящ модел, заяви Джон Хакила, астрофизик от колежа в Чарлстън в Южна Каролина.
Хаккила работи над този пъзел от години. Сега той и сътрудник имат решение: плазмата, която пътува по-бавно и по-бързо от скоростта на светлината, може да обясни този трептящ модел, както съобщават в документ, публикуван на 23 септември в The Astrophysical Journal. Ако са прави, това може да ни помогне да разберем какво всъщност произвежда тези гама-лъчи.
„Смятам, че това е голяма стъпка напред“, която свързва малките мащабни явления в плазмата с нашите мащабни наблюдения, заяви Дитер Хартман, астрофизик от университета в Клемсън, който не участва в изследването.
През последните няколко години Hakkila установява, че избликванията на гама-лъчи имат малки колебания в яркостта на върха на цялостното им озаряване и затъмняване. Ако извадите всеобхватното изсветляване и затъмняване, оставате с поредица от по-малки върхове - един основен пик с по-малки пикове в яркостта преди и след. И този модел е странно симетричен. Ако "сгънете" шаблона върху основния връх и разтегнете едната страна, двете страни съвпадат забележително добре. С други думи, светлинният модел на пулса на гама-лъчите намеква за набор от огледални събития.
„Каквото и да се случи от предната страна, се случи от задната страна“, каза Хакила. "И събитията знаеха, че се случват в обратен ред."
Въпреки че астрономите не знаят какво причинява излъчване на гама-лъчи в мащаба на частиците, те са доста сигурни, че това се случва, когато струи плазма, пътуващи близо до скоростта на светлината, взаимодействат с околните газове. Хакила се опитваше да изясни как тези ситуации могат да правят симетрични светлинни импулси, когато чу от Робърт Немиров, астрофизик от Мичиганския технологичен университет.
Немиров изучаваше какво се случва, когато обект пътува през заобикаляща среда по-бързо от светлината, която излъчва, наречена свръхлюминално движение. В предишни изследвания Nemiroff е установил, че когато такъв обект преминава от пътуване по-бавно от светлината към по-бърз от светлината, или обратното, този преход може да предизвика явление, наречено удвояване на релативисткото изображение. Немиров се чудеше дали това може да обясни симетричните шарки, които Hakkila намира в пулсиращите импулси от гама-лъчи.
И така, какво точно е "удвояване на релативистичния образ?" Представете си лодка, създаваща вълнички, докато се движи през езеро към брега. Ако лодката пътува по-бавно от вълните, които създава, човек, стоящ на брега, ще види пулсациите на лодката да се удрят в брега в реда, в който лодката ги е създала. Но ако лодката пътува по-бързо от вълните, които създава, лодката ще изпревари първата вълна, която създава, само за да създаде нова пулсация пред тази и така нататък. По този начин новите пулсации, създадени от лодката, ще достигнат брега по-рано от първите вълни, които е създал. Човек, стоящ на брега, ще види пулсациите, които удрят брега, в ред, обърнат във времето.
Същата идея важи за изблици на гама-лъчи. Ако причината за избухването на гама лъчи се движи по-бързо от светлината, която излъчва през газа и материята, която го заобикаля, ще видим схемата на излъчване в обратен хронологичен ред.
Хаккила и Немиров разсъждават, че това може да представлява половината от симетричния импулс на спукване на гама лъчи.
Но какво ще стане, ако материалът първо пътува по-бавно от скоростта на светлината, но след това ускорява? Ами ако започна бързо и след това се забави? И в двата случая можем да видим излъчването както в хронологичен ред, така и в обратен хронологичен ред веднага един след друг, правейки симетричен импулсен модел като симетричните пикове, наблюдавани при изблици на гама-лъчи.
Към този пъзел все още липсват парчета. От една страна, изследователите все още не знаят какво причинява тези изблици в микроскопичната скала. Но този предложен модел дава на изследователите една малка улика в лова, за да намерят основната причина за появата на гама-лъчи, каза Хартман.
