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超光速旅行可以解释穿过宇宙的神秘信号

时间:2019-09-29 20:52:13

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超光速旅行可以解释穿过宇宙的神秘信号

超光速旅行?但请放心,没有违反任何物理定律。

在宇宙一个遥远的角落里,事物的传播速度比光还快。

不,没有违反物理定律:在空的真空中,没有什么比光能传播得快的了。但是,当光线通过传播事情,像星际气体和带电粒子的汤,它缓慢起伏,这意味着其它物质可能会超过它。这也许可以解释宇宙中某些最活跃的光脉冲(称为伽马射线爆发)的怪异对称性。

这些神秘的爆发-来自遥远星系的伽玛射线的明亮闪光-是在大质量恒星坍塌或超密集中子星碰撞时形成的。这些大灾变使热的,带电的等离子在空间中迅速移动。

但是这些信号具有奇特的对称性,其原因仍然是一个谜。

南卡罗来纳州查尔斯顿学院的天体物理学家乔恩·哈基拉(Jon Hakkila)说,伽马射线爆发不会在一个稳定的峰上变亮和变暗,而是以闪烁的模式出现。

Hakkila致力于解决这个难题已有多年。现在,他和他的合作者有了一个解决方案:等离子体在光速上的传播速度比光速慢和快都可以解释这种闪烁模式,正如他们在9月23日发表在《天体物理学杂志》上的一篇论文中报道的那样。如果它们是正确的,则可以帮助我们了解实际产生这些伽马射线的原因。

克莱姆森大学的天体物理学家迪特·哈特曼说:“我发现这是向前迈出了一大步,它将血浆中的小规模现象与我们的大规模观测联系起来。”

在过去的几年中,Hakkila发现,除了整体变亮和变暗以外,伽马射线暴的亮度波动也很小。如果减去总体的变亮和变暗,则会留下一系列较小的峰-一个主峰,其前后的亮度峰较小。这种模式是奇怪的对称。如果将图案“折叠”在主峰上并伸展一侧,则两侧的匹配效果非常好。换句话说,伽马射线突发脉冲的光模式暗示了一组镜像事件。

哈基拉说:“无论正面发生什么,都发生在背面。” “而且这些事件以相反的顺序发生。”

尽管天文学家不知道是什么原因导致了伽马射线爆发在粒子尺度上发生,但他们相当确定,当接近光速行进的等离子体射流与周围的气体相互作用时,就会发生这种情况。当Hakkila听到密歇根理工大学天体物理学家Robert Nemiroff的来信时,他一直试图就这些情况如何产生对称的光脉冲做出解释。

尼米尔洛夫(Nemiroff)正在研究当物体穿过周围介质的速度快于其发出的光时所发生的情况,这种光称为超光速运动。在先前的研究中,尼米尔洛夫发现,当这样的物体从比光慢行进到比光快行进时,反之亦然,这种转变会触发一种称为相对论图像加倍的现象。尼米尔洛夫想知道这是否可以解释哈吉拉在伽马射线爆发脉冲中发现的对称图案。

那么“相对论图像加倍”到底是什么?想象一下,一艘船在穿过湖面朝岸移动时会产生涟漪。如果船的行进速度慢于波浪产生的速度,则站在岸上的人将看到船上的涟漪按船创建它们的顺序撞击到岸上。但是,如果船的行进速度快于其产生的波浪,则该船将超过其产生的第一波浪,仅在该波浪之前产生新的涟漪,依此类推。这样,船所产生的新涟漪将比其所产生的第一波浪更快地到达海岸。站在岸上的人会看到波纹按相反的顺序撞击到岸上。

同样的想法适用于伽马射线暴。如果伽马射线爆发的原因传播的速度快于它通过气体和周围物质发出的光,那么我们将以相反的时间顺序看到发射模式。

Hakkila和Nemiroff认为这可以解释伽马射线爆发对称脉冲的一半。

但是,如果材料先行的速度比光速慢,然后又加速,该怎么办?如果启动快然后慢下来怎么办?在这两种情况下,我们都可能会看到发射彼此按时间顺序和反向时间顺序排列,从而形成了对称的脉冲模式,就像在伽马射线暴中观察到的对称峰一样。

这个难题仍然缺少一些内容。首先,研究人员仍然不知道是什么原因导致了微观尺度上的这些爆发。哈特曼说,但是这种提议的模型为研究人员寻找伽玛射线爆发的最终原因提供了一个小线索。

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