Vo vzdialenejšom rohu vesmíru niečo cestuje rýchlejšie ako svetlo.
Nie, fyzikálne zákony sa neporušujú: Stále je pravda, že vo vákuu prázdneho priestoru nemôže nič cestovať rýchlejšie ako svetlo. Ale keď svetlo prechádza hmotou, napríklad medzihviezdny plyn alebo polievka nabitých častíc, spomaľuje, čo znamená, že by ho mohla predbehnúť iná hmota. A to môže vysvetľovať divnú symetriu pulzov niektorého z najenergetickejších svetov vo vesmíre, nazývaných výbuchy gama lúčov.
Tieto záhadné výbuchy - jasné záblesky žiarenia gama žiarenia, ktoré pochádzajú z ďalekých galaxií - sa tvoria, keď sa zrútia masívne hviezdy alebo keď sa zrážajú ultrafialové neutrónové hviezdy. Tieto kataklyzmy vysielajú zrýchľujúce sa prúdy horúceho, nabitého plazmatického zväčšovania v priestore.
Tieto signály však majú zvláštnu symetriu a dôvodom, pre ktorý sú, je stále záhadou.
Výboj gama žiarenia sa v jednom stabilnom vrchole nerozjasní a nestmavne, ale namiesto toho v blikajúcom vzore, povedal Jon Hakkila, astrofyzik na Charlestonskej vysokej škole v Južnej Karolíne.
Hakkila roky pracovala na tejto skladačke. Teraz má on a spolupracovník riešenie: plazma, ktorá cestuje pomalšie a rýchlejšie ako rýchlosť svetla, by mohla vysvetliť tento blikajúci obrazec, ako uvádzajú správy v dokumente uverejnenom 23. septembra v The Astrophysical Journal. Ak majú pravdu, môže nám to pomôcť pochopiť, čo v skutočnosti produkuje tieto lúče gama.
„Považujem to za veľký krok vpred“, ktorý spája fenomény malého rozsahu v plazme s našimi rozsiahlymi pozorovaniami, povedal Dieter Hartmann, astrofyzik na Clemson University, ktorý sa štúdie nezúčastnil.
V posledných rokoch Hakkila zistila, že výbuchy gama žiarenia majú malé kolísanie jasu okrem ich celkového zosvetľovania a stmievania. Ak odpočítate celkové zjasnenie a stmavnutie, máte pred a po sérii menších vrcholov - jeden hlavný vrchol s menšími vrcholmi jasu. A tento vzor je podivne symetrický. Ak vzor „sklopíte“ na hlavný vrchol a natiahnete jednu stranu, obe strany sa pozoruhodne hodia. Inými slovami, svetelný vzorec impulzov gama lúča naráža na súbor zrkadlených udalostí.
„Čokoľvek sa stalo na prednej strane, stalo sa na zadnej strane,“ povedala Hakkila. „A udalosti sa vedeli diať v opačnom poradí.“
Hoci astronómovia nevedia, čo spôsobuje emisiu gama lúčov v mierke častíc, sú si celkom istí, že k tomu dôjde, keď prúdy plazmy pohybujúce sa blízko rýchlosti svetla interagujú s okolitými plynmi. Hakkila sa snažil prísť s vysvetlením, ako by tieto situácie mohli spôsobiť symetrické svetelné pulzy, keď počul od Roberta Nemiroffa, astrofyzika na Michiganskej technologickej univerzite.
Nemiroff študoval, čo sa stane, keď objekt prechádza okolitým médiom rýchlejšie ako svetlo, ktoré vyžaruje, zvané superluminálny pohyb. V predchádzajúcom výskume Nemiroff zistil, že keď taký objekt prechádza z pomalšieho cestovania ako svetlo k rýchlejšiemu ako svetlo alebo naopak, tento prechod môže spôsobiť jav nazývaný zdvojnásobenie relativistického obrazu. Nemiroff sa pýtal, či by to mohlo zodpovedať symetrickým obrazcom, ktoré Hakkila našla v impulzoch gama lúčov.
Čo presne znamená „zdvojnásobenie relativistického obrazu?“ Predstavte si loď, ktorá vytvára vlnky, keď sa pohybuje po jazere smerom k pobrežiu. Ak sa loď pohybuje pomalšie ako vlny, ktoré vytvára, osoba stojaca na brehu uvidí vlnky člna dopadajúce na pobrežie v poradí, v akom ich loď vytvorila. Ak sa však loď pohybuje rýchlejšie ako vlny, ktoré vytvára, predbehne prvú vlnu, ktorú vytvorí, iba aby vytvorila novú vlnu pred ňou a tak ďalej. Týmto spôsobom sa nové vlnky vytvorené loďou dostanú na pobrežie skôr ako prvé vlny, ktoré vytvorili. Osoba stojaca na brehu uvidí vlnky dopadajúce na pobrežie v časovo obrátenom poradí.
Rovnaká myšlienka platí aj pre výbuchy gama žiarenia. Ak príčina výbuchu gama žiarenia prechádza rýchlejšie ako svetlo, ktoré vyžaruje plynom a látkou, ktorá ho obklopuje, videli by sme emisný model v opačnom chronologickom poradí.
Hakkila a Nemiroff usúdili, že by to mohlo predstavovať polovicu symetrického impulzu gama lúča.
Ale čo keby materiál cestoval najprv pomalšie ako rýchlosť svetla, ale potom sa zrýchlil? Čo keď to začalo rýchlo a potom sa spomalilo? V obidvoch prípadoch by sme mohli vidieť emisie v chronologickom poradí aj v reverznom chronologickom poradí hneď za sebou, čo vytvára symetrický pulzný vzor, ako sú symetrické vrcholy pozorované pri výbuchoch gama lúčov.
Na tejto skladačke stále chýbajú kúsky. Po prvé, vedci stále nevedia, čo spôsobuje tieto výbuchy v mikroskopickom meradle. Ale tento navrhovaný model dáva vedcom jednu malú stopu v hľadaní konečnej príčiny výbuchu gama lúčov, uviedol Hartmann.
