Можем да обясним.
Времето, доколкото ни е известно, се движи само в една посока. Но през 2018 г. изследователите откриха събития в някои от импулсите на гама-лъчите, които се повтаряха, сякаш се връщаха навреме.
Днес новите изследвания дават отговор на това, което може да причини този ефект на обратимост. Ако вълните в релативистки струи, които произвеждат гама-лъчи, се движат по-бързо от светлината – при „свръхсветени“ скорости – един ефект може да бъде обратимост във времето.
Такива ускоряващи се вълни наистина могат да бъдат възможни. Знаем, че когато светлината преминава през среда (като газ или плазма), нейната фазова скорост е малко по-бавна от скоростта на светлината във вакуум и, доколкото ни е известно, ограничението на скоростта на Вселената.
Следователно, вълната може да се движи през струята на гама лъчи със свръхсветени скорости, без да нарушава относителността. Но за да разберем това, трябва да погледнем източника на тези факли.
Гама-лъчите са най-енергичните експлозии във Вселената. Те могат да продължат от няколко милисекунди до няколко часа, те са необичайно ярки и все още нямаме изчерпателен списък с техните причини.
От наблюденията на сблъскващи се неутронни звезди през 2017 г. знаем, че тези сблъсъци могат да създадат гама-лъчи. Астрономите също вярват, че такива изблици се случват, когато масивна, бързо въртяща се звезда попадне в черна дупка, насилствено изхвърляйки материал в околното пространство в колосална хипернова.
Черната дупка е заобиколена от облак от натрупващ се материал около екватора; ако се върти достатъчно бързо, откатът на първоначално експлодиралия материал ще доведе до изстрелване на релативистки струи от полярните области, експлодиращи през външната обвивка на родоначалната звезда, за да се получат гама лъчи.
Сега да се върнем към онези вълни, които се движат по-бързо от светлината.
Знаем, че когато се движим в среда, частиците могат да се движат по-бързо от светлината. Това явление е отговорно за прочутото излъчване на Черенков, често възприемано като характерно синьо сияние. Този блясък – „светлинен бум“ – възниква, когато заредените частици, като електроните, се движат по-бързо от фазовата скорост на светлината.
Астрофизиците Джон Хакила от колежа в Чарлстън и Робърт Немиров от Мичиганския технологичен университет вярват, че същият ефект може да се наблюдава и при избухващи гама-струи и са извършили математически симулации, за да демонстрират как се случва това.
„В този модел ударна вълна в разширяваща се гама-лъчи струя се ускорява от светлина до свръхсветена скорост или забавя от свръхсветлина до светлина“, пишат те в своя доклад.
„Ударната вълна взаимодейства с околната среда, създавайки Черенков и / или друго излъчване, когато се движи по-бързо от скоростта на светлината в тази среда, и други механизми (като термично комптон или синхротронно ударно излъчване), когато се движи по-бавно от скоростта на светлината.
„Тези преходи създават обратна времева крива на избухване на гама-лъчи в процеса на удвояване на релативисткия образ.“
Смята се, че това удвояване на релативисткия образ се случва в детекторите на Черенков. Когато заредена частица, движеща се със скорост, близка до скоростта на светлината, се удари във водата, тя се движи по-бързо от генерираното от нея излъчване на Черенков и следователно може хипотетично да попадне на две места едновременно: едно изображение изглежда да се движи напред във времето и другият се движи в обратна посока.
Имайте предвид, че това удвояване все още не е наблюдавано експериментално. Но ако това се случи, това ще създаде обратимост във времето, наблюдавана на светлинните криви на гама-лъчението, възникваща в случая, когато ударна вълна, преминаваща през реактивна среда, се ускорява до скорости, надвишаващи скоростта на светлината, и се забавя до светлинни скорости.
Изследователите предположиха, че ударният елемент, отговорен за създаването на гама-лъч, ще бъде мащабна вълна, причинена от, да речем, промяна в плътността или магнитното поле. Това ще изисква допълнителен анализ.
“Стандартните модели на GRB пренебрегват обратимите във времето свойства на кривата на светлината”, каза Хакила. “Свръхсветеното движение на струята обяснява тези свойства, като същевременно запазва много от стандартните характеристики на модела.”
Изследването е публикувано в Astrophysical Journal.
