比光速还快的伽马暴似乎可以导致时间倒退

就我们所知，时间只朝一个方向移动。但在2018年，研究人员发现，一些伽马射线脉冲的事件似乎在重复发生，就好像它们在时间上倒退了。

现在，最近的研究提出了一个可能的答案，是什么导致了这次的可逆性效应。如果产生伽马射线暴的相对论性喷流中的波的传播速度超过光速——以“超光速”的速度——其中一个影响可能是时间可逆性。

这种加速的波实际上是可能的。我们知道，当光通过一种介质(如气体或等离子体)时，它的相速度比真空中的光速c稍慢，据我们所知，c是宇宙的终极速度极限。

因此，波可以在不打破相对论的情况下，以超光速通过伽马射线爆发射流。但是为了理解这一点，我们需要回顾一下这些喷射流的来源。

伽马暴是宇宙中能量最大的爆炸。它们可以持续几毫秒到几个小时，它们非常明亮，我们还没有一个全面的原因列表。

我们从2017年对撞中子星的观测中得知，这些碰撞会产生伽马射线暴。天文学家还认为，当一颗巨大的、快速旋转的恒星坍缩成黑洞，并以巨大的超新星的形式向周围空间猛烈喷射物质时，就会产生这样的爆发。

然后，该黑洞被赤道附近的吸积物质云所包围;如果它旋转得足够快，最初爆炸物质的后退将导致相对论性喷流从两极地区喷射出来，在产生伽玛射线暴之前，喷流会冲破原恒星的外层。

现在，回到那些比光速还快的波上。

我们知道，当粒子在介质中穿行时，它们的速度比光还快。这种现象导致了著名的切伦科夫辐射，通常被认为是一种独特的蓝光。当带电粒子(如电子)在水中以比光速还快的速度运动时，就会产生这种发光现象——“光爆”。

查尔斯顿学院的天体物理学家Jon Hakkila和密歇根理工大学的Robert Nemiroff认为，同样的效应也可以在伽马暴喷流中观察到，他们已经进行了数学建模来证明这一点。

他们在论文中写道:“在这个模型中，不断膨胀的伽马射线喷流中的冲击波从超光速加速到超光速，或者从超光速减速到超光速。”

“当冲击波在该介质中以超过光速的速度传播时，它与周围介质相互作用，产生切伦科夫和/或其他碰撞辐射，当它以低于光速的速度传播时，产生其他机制(如热康普顿或同步加速激波辐射)。”

“通过相对论性图像倍增的过程，这些跃迁产生了一组向前和向后的(伽马射线爆发)光曲线特征。”

这种相对论性图像倍增被认为发生在切伦科夫探测器中。当一个带电粒子以接近光速的速度进入水中时，它的移动速度要快于它所产生的切伦科夫辐射，因此可以假设它同时出现在两个地方:一个图像似乎在时间上向前移动，另一个似乎在时间上向后移动。

请注意，这种倍增还没有被实验观察到。但是，如果它真的发生了，它也可能产生了在伽马射线爆发光曲线中看到的时间可逆性，既发生在冲击波通过射流介质加速到比光还快的速度时，也发生在减速到光速以下时。

当然，还需要做更多的工作。研究人员假设，造成伽马暴的冲击源是密度或磁场变化所产生的一种大尺度波。这需要进一步的分析。如果所涉及的等离子体对超光速辐射不透明，那么一切就都不确定了。

然而，研究人员说，他们的模型比不包括时间可逆性的模型更好地解释了伽马射线爆发光曲线的特征。

“标准的伽马暴模型忽略了时间可逆的光曲线特性，”Hakkila说。“超光速射流运动解释了这些特性，同时保留了大量的标准模型特征。”

这项研究发表在《天体物理学杂志》上。

这篇文章的一个版本于2019年9月首次发表。

本文由奇点天文作者上传并发布，奇点天文仅提供文章投稿展示，文章仅代表作者个人观点，不代表奇点天文立场。