Скорости, превышающие скорость света, могут быть причиной того, что гамма-всплески, кажется, возвращаются назад во времени.
Гамма-всплески, похоже, могут возвращаться назад во времени
DESY, Science Communication Lab

Время, насколько нам известно, движется в одном направлении — вперед. Но в 2018 году исследователи обнаружили импульсы гамма-всплеска, которые, казалось, повторялись, словно возвращались назад во времени.

В новом исследовании дается ответ на вопрос, что могло бы вызвать эффект обратимости времени. Если волны, которые производят гамма-всплески, распространяются быстрее света, то именно это и может являться причиной путешествий назад во времени.

Мы знаем, что когда свет проходит через какую-либо среду, например, газ или плазму, его фазовая скорость немного снижается по сравнению со скоростью в вакууме. Следовательно, волна может проходить через вспышку гамма-излучения со сверхсветовыми скоростями без нарушения законов теории относительности.

Гамма-всплески — самые мощные взрывы во Вселенной. Отличаясь большой степенью яркости, они могут длиться от нескольких миллисекунд до нескольких часов. Они могут происходить при столкновении нейтронных звезд. Астрономы также считают, что всплески возникают, когда массивная, быстро вращающаяся звезда падает в черную дыру, что сопровождается выбросом материи в окружающее пространство.

Мы также знаем, что при движении в некой среде частицы могут двигаться быстрее света. Это явление сопровождается знаменитым черенковским излучением — характерным голубым свечением. Этот «световой бум» возникает, когда заряженные частицы, такие как электроны, движутся быстрее фазовой скорости света.

Астрофизики Джон Хаккила из Колледжа Чарльстона и Роберт Немирофф из Мичиганского технологического университета считают, что этот же эффект может наблюдаться в струях гамма-всплеска, и провели математическое моделирование данного события.

«В модели ударная волна в расширяющейся струе гамма-излучения ускоряется или замедляется, — пишут они в своей статье. — Ударная волна взаимодействует с окружающей средой, создавая черенковское и / или другое излучение при движении со скоростью, превышающей скорость света в данной среде, и термически комптоновское или синхротронное ударное излучение при движении медленнее скорости света. Эти переходы создают гамма-всплески, направленные обратно во времени при удвоении релятивистского изображения».

Когда заряженная частица, на скорости, близкой к скорости света, попадает в воду, она движется быстрее, чем излучение Черенкова, которое она генерирует. Поэтому может гипотетически оказаться в двух местах одновременно: одно изображение появляется, чтобы двигаться вперед во времени, а другое — в обратном направлении.

Имейте в виду — это удвоение еще не наблюдалось экспериментально. «Стандартные модели гамма-всплесков пренебрегают обратимыми во времени свойствами, — говорит Хаккила. — Сверхсветовая скорость объясняет эти свойства, сохраняя при этом стандартные характеристики модели».