Lahko razložimo.
Čas se, kolikor vemo, premika le v eno smer. Toda leta 2018 so raziskovalci v nekaterih izbruhih impulzov gama sevanja ponovili, kot da se vračajo pravočasno.
Danes nove raziskave dajejo odgovor na vprašanje, kaj bi lahko povzročilo tokratni učinek reverzibilnosti. Če valovi v relativističnih curkih, ki proizvajajo izbruhe gama-žarkov, potujejo hitreje kot svetloba – pri “superluminalnih” hitrostih – bi lahko bil en učinek časovna reverzibilnost.
Takšni pospeševalni valovi so resnično možni. Vemo, da ko svetloba prehaja skozi medij (kot je plin ali plazma), je njena fazna hitrost nekoliko počasnejša od svetlobne hitrosti v vakuumu in, kolikor vemo, omejitve hitrosti vesolja.
Posledično lahko val potuje skozi curk gama žarkov gama s superluminalnimi hitrostmi, ne da bi pri tem kršil relativnost. Da pa bi to razumeli, moramo pogledati vir teh vžigalnic.
Izbruhi gama žarkov so najbolj energične eksplozije v vesolju. Trajajo lahko od nekaj milisekund do nekaj ur, so nenavadno svetle in izčrpnega seznama njihovih vzrokov še nimamo.
Iz opazovanj trkajočih nevtronskih zvezd iz leta 2017 vemo, da lahko ti trki povzročijo izbruhe gama žarkov. Astronomi tudi verjamejo, da se takšni izbruhi pojavijo, ko masivna, hitro vrtljiva zvezda pade v črno luknjo in v ogromni hipernovi silovito izvrže material v okoliški prostor.
Črna luknja je okoli ekvatorja obdana z oblakom priraslih snovi; če se vrti dovolj hitro, bo odboj prvotno eksplodiranega materiala povzročil sprožitev relativističnih curkov iz polarnih območij, ki bodo eksplodirali skozi zunanjo lupino rodovitne zvezde in ustvarili izbruhe gama žarkov.
Zdaj pa se vrnimo k tistim valovom, ki potujejo hitreje kot svetloba.
Vemo, da se lahko delci pri gibanju v mediju premikajo hitreje kot svetloba. Ta pojav je odgovoren za znamenito sevanje Čerenkov, ki ga pogosto dojemajo kot značilen modri sij. Ta sij – “svetlobni bum” – se pojavi, ko se nabiti delci, kot so elektroni, premikajo hitreje od fazne hitrosti svetlobe.
Astrofiziki John Hakkila s kolidža v Charlestonu in Robert Nemiroff s tehnološke univerze v Michiganu verjamejo, da je enak učinek mogoče opaziti v curkih izbruhov gama žarkov in so izvedli matematične simulacije, da bi dokazali, kako se to zgodi.
“V tem modelu se udarni val v razširjenem curku gama-žarkov pospeši od svetlobe do superluminalne hitrosti ali upočasni od superluminalne svetlobe,” pišejo v svojem prispevku.
“Udarni val medsebojno deluje z okoljem in ustvarja Čerenkov in / ali drugo sevanje, kadar se giblje hitreje od svetlobne hitrosti v tem okolju, in druge mehanizme (kot je toplotno Comptonovo ali sinhrotronsko udarno sevanje), ko se giblje počasneje od svetlobne hitrosti.
“Ti prehodi nastanejo, ko svetlobna krivulja časovnega razpoka gama žarkov v procesu podvajanja relativistične podobe.”
Verjame se, da se to podvojitev relativistične podobe dogaja v detektorjih Cherenkov. Ko naelektreni delec, ki se giblje s hitrostjo, ki je blizu hitrosti svetlobe, zadene vodo, se premakne hitreje od sevanja Čerenkova, ki ga ustvarja, in bi zato hipotetično lahko končal na dveh mestih hkrati: ena slika se zdi, da se s časom premakne naprej, in drugi se premika v nasprotno smer.
Upoštevajte, da tega podvojitve še nismo eksperimentalno opazili. Če pa se to zgodi, bo sčasoma ustvaril reverzibilnost, ki jo opazimo na svetlobnih krivuljah gama sevanja, ki nastane v primeru, ko se udarni val, ki prehaja skozi reaktivni medij, pospeši do hitrosti, ki presega svetlobno hitrost, in upočasni do svetlobne hitrosti.
Raziskovalci so domnevali, da je udarna glava, ki je odgovorna za nastanek izbruha gama žarkov, obsežen val, ki ga povzroči recimo sprememba gostote ali magnetnega polja. To bo zahtevalo nadaljnjo analizo.
“Standardni modeli GRB zanemarjajo časovno reverzibilne lastnosti krivulje svetlobe,” je dejal Hakkila. “Superluminalno gibanje curka pojasnjuje te lastnosti, hkrati pa ohranja številne standardne značilnosti modela.”
Študija je bila objavljena v Astrophysical Journal.
