У далеком кутку свемира, нешто путује брже од светлости.
Не, закони физике се не крше: И даље је тачно да ништа не може да путује брже од светлости у вакууму празног простора. Али када светлост путује кроз материју, попут међузвезданог гаса или супе наелектрисаних честица, она се успорава, што значи да би је друга материја могла престићи. А то може да објасни чудну симетрију у импулсима неке од најенергичнијих светлости у свемиру, зване гама зрачења.
Ови загонетни рафали - сјајни бљескови гама-светлости који долазе из далеких галаксија - формирају се када се масивне звезде урушавају или када се сударају ултразвучне неутронске звезде. Ови катаклизми шаљу брзи млаз вруће, набијене плазме зумирајући кроз свемир.
Али ови сигнали имају необичну симетрију, а разлог који им је то и даље је мистерија.
Експлозија гама зрака не светли и затамњује се у једном сталном врхунцу, већ уместо лепршавог обрасца, рекао је Јон Хаккила, астрофизичар на колеџу у Чарлстону у Јужној Каролини.
Хаккила је годинама радио на овој слагалици. Сада, он и сарадник имају решење: плазма која путује и спорије и брже од светлосне брзине може да објасни овај трепери образац, као што извештавају у раду објављеном 23. септембра у Тхе Астропхисицал Јоурнал. Ако су у праву, можда ће нам помоћи да схватимо шта заправо производе ове гама-зраке.
"Сматрам да је то велики корак напријед", који повезује појаве малих размјера у плазми с нашим великим опсервацијама, рекао је Диетер Хартманн, астрофизичар са Универзитета Цлемсон, који није био укључен у студију.
У последњих неколико година, Хаккила је открио да гама зраци имају мале флуктуације осветљености, поред укупног осветљења и затамњења. Ако одузмете свеобухватније осветљавање и затамњење, преостаје вам низ мањих врхова - један примарни врх са мањим врховима осветљености пре и после. А овај образац је чудно симетричан. Ако „преклопите“ узорак на главном врху и испружите једну страну, две стране се изузетно добро подударају. Другим речима, светлосни образац импулса праска гама зрака наговештава скуп огледалих догађаја.
"Шта год се десило на предњој страни десило се на стражњој страни", рекао је Хаккила. "А догађаји су знали да се одвијају обрнутим редоследом."
Иако астрономи не знају шта узрокује емитовање гама зрака на скали честица, прилично су сигурни да се то дешава када млазови плазме који путују брзином светлости комуницирају са околним гасовима. Хаккила је покушавао да објасни објашњења како ове ситуације могу да праве симетричне светлосне импулсе када је то чуо од Роберта Немироффа, астрофизичара са Мицхиган Технолошког Универзитета.
Немирофф је проучавао шта се дешава када предмет путује кроз околни медиј брже од светлости које емитује, а назива се суперлуминално кретање. У претходним истраживањима, Немирофф је открио да када такав објекат иде од путовања спорије од светлости до бржег од светлости, или обрнуто, овај прелаз може покренути феномен који се назива релативистичко удвостручавање слике. Немирофф се питао може ли то објаснити симетричне узорке Хаккила који се налазе у пулсима пуцања гама зрака.
Па шта је тачно "релативистичка слика удвостручена?" Замислите брод који ствара пукотине док се креће преко језера према обали. Ако чамац путује спорије од таласа који ствара, особа која стоји на обали видеће да распери брода ударају о обалу редоследом којим их је чамац створио. Али ако чамац путује брже од таласа који ствара, чамац ће престићи први талас који ствара само да би створио нову пукотину испред тог и тако даље. На тај начин ће нове пукотине које је створио чамац стићи до обале брже од првих таласа које је створио. Особа која стоји на обали видеће како рапсали ударају на обалу редовно обрнутим редоследом.
Иста идеја односи се и на гама зраке. Ако узрок експлозије гама зрака путује брже од светлости које емитује кроз гас и материју која га окружује, видели бисмо образац емисије обрнутим хронолошким редоследом.
Хаккила и Немирофф су закључили да би то могло представљати половину симетричног импулса праском гама зрака.
Али шта ако материјал прво путује спорије од брзине светлости, али затим убрзава? Шта ако је почело брзо, а затим успорило? У оба случаја, емисију можемо видети и у хронолошком и у обрнутом хронолошком редоследу одмах један за другим, правећи симетрични узорак пулса попут симетричних врхова примећених у рафалима гама зрака.
Још увек недостају делови ове слагалице. За једно, истраживачи још увек не знају шта узрокује ове пукотине на микроскопској скали. Али овај предложени модел даје истраживачима један мали траг у лову да пронађу коначни узрок експлозија гама зрака, рекао је Хартманн.
