Tālā Visuma nostūrī kaut kas ceļo ātrāk nekā gaisma.
Nē, fizikas likumi netiek pārkāpti: Joprojām ir taisnība, ka tukšas vietas vakuumā nekas nevar ceļot ātrāk par gaismu. Bet, kad gaisma pārvietojas caur matēriju, piemēram, starpzvaigžņu gāzi vai lādētu daļiņu zupu, tā palēninās, kas nozīmē, ka cita matērija to varētu apdzīt. Un tas var izskaidrot dažu visenerģētiskākās gaismas Visuma, ko sauc par gamma staru pārrāvumiem, dīvaino simetriju impulsos.
Šie kristālu pārrāvumi - spilgti gamma staru gaismas uzplaiksnījumi, kas nāk no tālām galaktikām - veidojas, kad sabrūk masīvas zvaigznes vai kad sabrūk ultradense neitronu zvaigznes. Šīs kataklizmas nosūta karstu, uzlādētu plazmas ātruma pārsniegšanas sprādzienus, izmantojot kosmosu.
Bet šiem signāliem ir nepāra simetrija, un to iemesls joprojām ir noslēpums.
Gamma staru pārrāvums neizgaismo un neslāpē vienā vienmērīgā pīķī, bet gan mirgojošā modelī, sacīja Jons Hakkila, astrofiziķis no Čarlstonas koledžas Dienvidkarolīnā.
Hakkila vairākus gadus ir strādājusi pie šīs mīklas. Tagad viņam un līdzstrādniekam ir risinājums: plazma, kas pārvietojas lēnāk un ātrāk nekā gaismas ātrums, varētu izskaidrot šo mirgošanas modeli, kā viņi ziņo 23. septembrī publicētajā rakstā The Astrophysical Journal. Ja viņiem taisnība, tas var mums palīdzēt saprast, kas patiesībā rada šos gamma starus.
"Es uzskatu, ka tas ir liels solis uz priekšu," kas plazmas maza mēroga parādības savieno ar mūsu liela mēroga novērojumiem, sacīja Dīters Hartmans, Klemsona universitātes astrofiziķis, kurš nebija iesaistīts pētījumā.
Dažos pēdējos gados Hakkila ir atklājusi, ka gamma staru pārrāvumiem ir nelielas spilgtuma svārstības virs to vispārējā spilgtuma un tuvuma. Ja atņemsiet vispārējo spilgtumu un aptumšošanu, jums paliks virkne mazāku virsotņu - viena galvenā virsotne ar mazāku spilgtuma virsotni pirms un pēc. Un šis modelis ir savādi simetrisks. Ja jūs "saliecat" modeli galvenajā virsotnē un izstiepjat vienu pusi, tad abas puses izceļas ar ļoti labu saderību. Citiem vārdiem sakot, gamma-staru pārrāvuma impulsa gaismas modelis norāda uz atspoguļotu notikumu kopumu.
"Lai kas notiktu priekšpusē, notika aizmugurē," sacīja Hakkila. "Un notikumi zināja notikt apgrieztā secībā."
Lai gan astronomi nezina, kas izraisa gamma staru plīšanas izstarojumu daļiņu mērogā, viņi ir diezgan pārliecināti, ka tas notiek, kad plazmas strūklas, kas pārvietojas gaismas ātruma tuvumā, mijiedarbojas ar apkārtējām gāzēm. Hakkila bija mēģinājis nākt klajā ar skaidrojumiem, kā šīs situācijas varētu radīt simetriskus gaismas impulsus, kad viņš dzirdēja no Mičiganas Tehnoloģiskās universitātes astrofiziķa Roberta Nemirofa.
Nemiroffs pētīja, kas notiek, kad objekts cauri apkārtējai videi pārvietojas ātrāk nekā tā izstarotā gaisma, ko sauc par superluminālo kustību. Iepriekšējos pētījumos Nemiroffs bija noskaidrojis, ka tad, kad šāds objekts pārvietojas no lēnāka pārvietošanās nekā gaisma uz ātrāk nekā gaisma vai otrādi, šī pāreja var izraisīt parādību, ko sauc par relativistiska attēla dubultošanos. Nemiroffs domāja, vai tas varētu izskaidrot simetriskos modeļus, kurus Hakkila atrada gamma staru pārraušanas impulsos.
Kas īsti ir "relativistiskais attēls divkāršojas?" Iedomājieties laivu, kas rada viļņus, kad tā pārvietojas pāri ezeram krasta virzienā. Ja laiva pārvietojas lēnāk nekā tās radītie viļņi, krastā stāvošs cilvēks redzēs, ka laivas ripples trāpa krastā tādā secībā, kā laiva tos radīja. Bet, ja laiva pārvietojas ātrāk nekā tās radītie viļņi, laiva apdzēs pirmo radīto viļņu, tikai lai izveidotu jaunu pulsāciju tā priekšā un tā tālāk. Tādā veidā jaunie laivu radītie ripples krastā nonāks ātrāk nekā pirmie viļņi, ko tā radīja. Persona, kas stāv krastā, redzēs, kā krampji trāpa krastā mainītā secībā.
Tāda pati ideja attiecas uz gamma-staru pārrāvumiem. Ja gamma staru pārrāvuma cēlonis pārvietojas ātrāk nekā gaisma, ko tas izstaro caur gāzi un apkārtējo vielu, mēs redzētu emisijas modeli apgrieztā hronoloģiskā secībā.
Hakkila un Nemiroff sprieda, ka tas varētu būt puse no gamma staru pārrāvuma simetriskā impulsa.
Bet ko darīt, ja materiāls vispirms pārvietojās lēnāk nekā gaismas ātrums, bet pēc tam paātrinās? Ko darīt, ja tas sākās ātri un pēc tam palēninās? Abos gadījumos mēs varam redzēt emisiju gan hronoloģiskā secībā, gan apgrieztā hronoloģiskā secībā uzreiz pēc otra, veidojot simetrisku impulsa modeli, tāpat kā simetriskos pīķus, kas novēroti gamma staru pārrāvumos.
Šai mīklai joprojām trūkst gabalu. Pirmkārt, pētnieki joprojām nezina, kas mikroskopiskā mērogā izraisa šos pārrāvumus. Bet šis ierosinātais modelis pētniekiem dod vienu mazu pavedienu medībās, lai atrastu gamma staru pārrāvumu galveno cēloni, sacīja Hartmans.
