El tiempo, hasta donde sabemos, se mueve solo en una dirección. Pero el año pasado, los investigadores encontraron eventos en algunos pulsos de explosión de rayos gamma que parecían repetirse como si estuvieran retrocediendo en el tiempo.
Ahora, una nueva investigación sugiere una respuesta potencial para lo que podría estar causando esto reversibilidad de tiempo efecto. Si las ondas dentro de los chorros relativistas que producen explosiones de rayos gamma viajan más rápido que la luz, a velocidades 'superluminales', uno de los efectos podría ser la reversibilidad del tiempo.
Tales olas de exceso de velocidad podrían ser posibles. Sabemos que cuando la luz viaja a través de un medio (como gas o plasma), su velocidad de fase es un poco más lento que C – la velocidad de la luz en el vacío y, hasta donde sabemos, el límite máximo de velocidad del Universo.
Por lo tanto, una onda podría viajar a través de un chorro de explosión de rayos gamma a velocidades superluminales sin romper la relatividad. Pero para entender esto, necesitamos retroceder un poco para ver la fuente de esos aviones.
Las explosiones de rayos gamma son las explosiones más enérgicas del Universo. Pueden durar de unos pocos milisegundos a varias horas, son extraordinariamente brillantes y todavía no tenemos una lista completa de las causas.
Sabemos por las observaciones de 2017 de estrellas de neutrones en colisión que estos aplastamientos pueden crear explosiones de rayos gamma. Los astrónomos también piensan que tales explosiones se producen cuando una estrella masiva que gira rápidamente se derrumba en un calabozo, expulsando violentamente material en el espacio circundante en una hipernova colosal
Ese agujero negro está rodeado por una nube de material de acreción alrededor de su ecuador; Si está girando lo suficientemente rápido, el retroceso del material inicialmente explotado dará como resultado chorros relativistas disparados desde las regiones polares, explotando a través de la envoltura exterior de la estrella progenitora antes de producir explosiones de rayos gamma.
Ahora, volvamos a esas olas que viajan más rápido que la luz.
Sabemos que, al viajar a través de un medio, las partículas pueden moverse más rápido que la luz. Este fenómeno es responsable de famosa radiación de Cherenkov, a menudo visto como un resplandor azul distintivo. Ese resplandor un 'boom luminal' – se produce cuando las partículas cargadas, como los electrones, se mueven más rápido a través del agua que la velocidad de fase de la luz.
Los astrofísicos Jon Hakkila del Colegio de Charleston y Robert Nemiroff de la Universidad Tecnológica de Michigan creen que este mismo efecto se puede observar en los chorros de explosión de rayos gamma, y han realizado modelos matemáticos para demostrar cómo.
"En este modelo, una onda impactadora en un chorro de explosión de rayos gamma en expansión acelera de velocidades subluminales a superluminales, o desacelera de velocidades superluminales a subluminales". ellos escriben en su papel.
"La onda impactadora interactúa con el medio circundante para producir Cherenkov y / u otra radiación de colisión cuando viaja más rápido que la velocidad de la luz en este medio, y otros mecanismos (como Compton termolizado o radiación de choque sincrotrón) cuando viaja más lento que la velocidad de ligero.
"Estas transiciones crean tanto un conjunto de características de curva de luz (ráfaga de rayos gamma) adelantadas en el tiempo como invertidas en el tiempo a través del proceso de duplicación de imágenes relativistas".
Tal duplicación de imagen relativista se cree que ocurre en los detectores Cherenkov. Cuando una partícula cargada que viaja a una velocidad cercana a la de la luz entra al agua, se mueve más rápido que la radiación de Cherenkov que produce y, por lo tanto, puede parecer hipotéticamente estar en dos lugares a la vez: una imagen que parece moverse hacia adelante en el tiempo y la otra que parece moverse. hacia atrás.
Eso sí, esta duplicación aún no se ha observado experimentalmente. Pero si ocurre, también podría ser responsable de producir la reversibilidad en el tiempo que se ve en las curvas de luz de explosión de rayos gamma, que ocurre tanto cuando la onda impactadora que viaja a través del medio de chorro acelera a velocidades más rápidas que la luz, y desacelera a velocidades subluminales.
Se necesita más trabajo, por supuesto. Los investigadores asumieron que el impactador responsable de crear una explosión de rayos gamma sería una onda a gran escala producida por cambios en, por ejemplo, la densidad o el campo magnético. Eso necesitará más análisis. Y si los plasmas involucrados no son transparentes a la radiación superluminal, todas las apuestas están canceladas.
Sin embargo, dijeron los investigadores, su modelo proporciona mejores explicaciones para las características de las curvas de luz de explosión de rayos gamma que los modelos que no incluyen la reversibilidad del tiempo.
"Los modelos estándar de ráfaga de rayos gamma han descuidado las propiedades de la curva de luz reversible en el tiempo" Dijo Hakkila. "El movimiento del chorro superluminal da cuenta de estas propiedades mientras conserva una gran cantidad modelo estandar caracteristicas."
La investigación ha sido publicada en El diario astrofísico.