Voimme selittää.
Aika, sikäli kuin tiedämme, liikkuu vain yhteen suuntaan. Mutta vuonna 2018 tutkijat löysivät tapahtumia joissakin gammasäteilypulsseissa, jotka toistuvat ikään kuin palaavat ajoissa.
Nykyään uusi tutkimus antaa vastauksen siihen, mikä voi aiheuttaa tällä kertaa palautuvan vaikutuksen. Jos gammasäteilyä tuottavien relativististen suihkukoneiden aallot kulkevat nopeammin kuin valo – “superluminaalisilla” nopeuksilla – yksi vaikutus voi olla ajan palautuva.
Tällaiset kiihtyvät aallot voivat todellakin olla mahdollisia. Tiedämme, että kun valo kulkee väliaineen (kuten kaasun tai plasman) läpi, sen faasinopeus on hieman hitaampi kuin valon nopeus tyhjiössä ja, mikäli tiedämme, maailmankaikkeuden nopeusrajoitus.
Tämän seurauksena aalto voi kulkea gammasäteiden suihkupurskeen läpi valovoiman nopeudella rikkomatta suhteellisuusteoria. Mutta tämän ymmärtämiseksi meidän on tarkasteltava näiden soihdutusten lähdettä.
Gammasäteilyt ovat maailmankaikkeuden energisimmät räjähdykset. Ne voivat kestää muutamasta millisekunnista useisiin tunteihin, ne ovat epätavallisen kirkkaita, eikä meillä ole vielä kattavaa luetteloa niiden syistä.
Vuonna 2017 törmänneiden neutronitähtien havaintojen perusteella tiedämme, että nämä törmäykset voivat aiheuttaa gammasäteilyä. Tähtitieteilijät uskovat myös, että tällaisia puhkeamisia tapahtuu, kun massiivinen, nopeasti pyörivä tähti putoaa mustaan aukkoon ja heittää materiaalia voimakkaasti ympäröivään tilaan valtavassa hypernovassa.
Mustaa aukkoa ympäröi kerääntymismateriaalien pilvi päiväntasaajan ympäri; jos se pyörii tarpeeksi nopeasti, alun perin räjähtäneen materiaalin takaisku johtaa relativististen suihkukoneiden polttamiseen napa-alueilta, jotka räjähtävät esiastetähden ulkokuoren läpi gammasäteilyn purkausten muodostamiseksi.
Palataan nyt niihin aaltoihin, jotka kulkevat valoa nopeammin.
Tiedämme, että hiukkaset voivat liikkua väliaineessa nopeammin kuin valo. Tämä ilmiö on vastuussa kuuluisasta Cherenkov-säteilystä, joka koetaan usein tyypillisenä sinisenä hehkuna. Tämä hehku – 'valopuomi' – tapahtuu, kun varatut hiukkaset, kuten elektronit, liikkuvat nopeammin kuin valon vaihenopeus.
Astrofyysikot John Hakkila Charlestonin kollegiosta ja Robert Nemiroff Michiganin teknillisestä yliopistosta uskovat, että sama vaikutus voidaan havaita gammasäteilysuihkusuihkuissa, ja ovat suorittaneet matemaattisia simulaatioita osoittaakseen, miten tämä tapahtuu.
“Tässä mallissa iskutaajuus laajenevassa gammasäteilysuihkussa kiihtyy valosta ylinopeuteen tai hidastuu valovoimasta valoon”, he kirjoittavat paperissaan.
'Iskuaalto on vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa ja luo Tšerenkovin ja / tai muuta säteilyä, kun se liikkuu nopeammin kuin valon nopeus tässä ympäristössä, ja muita mekanismeja (kuten terminen Compton- tai synkrotronisokkisäteily), kun ne liikkuvat hitaammin kuin valon nopeus.
“ Nämä siirtymät luovat, kun taaksepäin suuntautuvan gammasäteen valokäyrä räjähtää kaksinkertaistamalla relativistisen kuvan. ''
Tämän relativistisen kuvan kaksinkertaistumisen uskotaan tapahtuvan Cherenkov-ilmaisimissa. Kun varautunut hiukkanen, joka liikkuu lähellä valon nopeutta, osuu veteen, se liikkuu nopeammin kuin sen tuottama Tšerenkov-säteily ja voi siten hypoteettisesti päätyä kahteen paikkaan samanaikaisesti: yksi kuva näyttää liikkuvan ajassa eteenpäin ja toinen liikkuu vastakkaiseen suuntaan.
Muista, että tätä kaksinkertaistumista ei ole vielä havaittu kokeellisesti. Mutta jos näin tapahtuu, se luo gammasäteilyn valokäyrillä havaitun palautuvuuden ajassa, joka syntyy siinä tapauksessa, että reaktiivisen väliaineen läpi kulkeva iskuaalto kiihtyy valon nopeutta ylittäviin nopeuksiin ja hidastuu valon nopeuksiksi.
Tutkijat olettivat, että gammasädepurskeen luomisesta vastaava isku olisi laajamittainen aalto, joka johtuisi esimerkiksi tiheyden tai magneettikentän muutoksesta. Tämä edellyttää lisäanalyysiä.
“Vakiomallisissa GRB-malleissa ei oteta huomioon valokäyrän ajallisesti palautuvia ominaisuuksia”, Hakkila sanoi. “Valovoimainen suihkuliike selittää nämä ominaisuudet säilyttäen samalla monet mallin vakio-ominaisuudet.”
Tutkimus julkaistiin Astrophysical Journal -lehdessä.
