某些伽马射线爆发事件似乎倒放了一遍

某些伽马射线爆发事件似乎倒放了一遍

按照常理，时间的箭头总是指向一个方向。但是去年，研究人员发现某些伽马射线爆发事件似乎在自我循环——如同在时间长河中逆行。

现在，新研究提出了可能导致此时间可逆效应的潜在答案。如果相对论性射流中产生的伽马脉冲的传播速度超越了光速，则上面的现象就能够得到解释。

超光速实际上是可以做到的。我们知道，当光通过介质(例如气体或等离子体)时，其相速度要比c慢一些——c是真空中的光速符号，而据我们所知，也是宇宙的速度上限。

因此，脉冲可以以超光速——因为介质中的光速变小了——通过伽马射线的爆发射流，而不会与相对论发生冲突。

伽马射线爆发是宇宙中最活跃的事件。它们可能会持续几毫秒到几个小时，非常明亮，而且我们还无法罗列出它们的所有可能原因。

从2017年中子星合并事件中，我们观察到，毁天灭地的巨大冲击会导致伽马射线大爆发。天文学家还认为，当一颗巨大的、快速旋转的恒星坍塌成一个黑洞时，也会产生这样的爆发——巨大的超新星剧烈地将物质喷射到周围的空间中。随后，黑洞被赤道周围的吸积盘云所包围；如果自旋足够快，最初抛出的物质落回黑洞，将导致黑洞两极喷出相对论性射流，并在产生伽马射线爆发之前穿过原恒星的外壳。

我们知道，当通过介质时，粒子的移动速度可能比光快。这种现象就是著名的契伦科夫Cherenkov辐射出现的原因。当诸如电子之类的带电粒子在水中移动的速度快于光的相速度时，就会产生这种“辉光”。

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，在伽马射线暴射流中也可以观察到同样的效果，并进行了数学建模完成了演示。

他们在论文中写道：“在该模型中，不断膨胀的伽马射线爆发射流中的冲击波从亚光速加速到超光速，或从超光速减慢至亚光速。脉冲与周围介质相互作用时，以比该介质中的光更快的速度传播，并产生契伦科夫和/或其他辐射；而脉冲的传播速度低于该介质中的光速时，则产生其他机制(例如热化的康普顿或同步加速器激波辐射)。这些转变通过相对论性画面折叠过程，既产生了时间上随时间流逝的变化，又产生了时间上的反向变化。”

按道理，在契伦科夫探测器中就会出现相对论性画面折叠过程：当以近光速传播的带电粒子进入水中时，其运动速度快于其产生的切伦科夫辐射，因此，它似乎同时出现在两个位置：一个图像似乎在时间上向前移动，而另一副图像似乎在向后移动。

请注意，此折叠现象尚未在实验中被观察到。但是，如果真的存在，那么它也可以解释在伽马射线爆发中看到的时间可逆性。

当然，未来还需要做更多的研究。Hakkila说：“标准的伽马射线爆发模型忽略了时间可逆的光折叠特性。超光速射流模型在保留了许多标准模型特征的同时，也考虑了这些特性。”

该研究已发表在《天体物理学期刊》上。

本文译自 sciencealert，由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。

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