Ini adalah tonggak fizik moden bahawa tiada apa-apa di Alam Semesta yang lebih cepat daripada kelajuan cahaya (c). Walau bagaimanapun, teori relativiti khas Einstein membenarkan kejadian di mana pengaruh tertentu muncul untuk bergerak lebih pantas daripada cahaya tanpa melanggar sebab-akibat. Inilah yang dikenal sebagai "boom fotonik", konsep yang serupa dengan ledakan sonik, di mana bintik-bintik cahaya dibuat untuk bergerak lebih cepat daripada c.
Dan menurut kajian baru oleh Robert Nemiroff, seorang profesor fizik di Universiti Teknologi Michigan (dan pencipta bersama Astronomi Gambar Hari), fenomena ini dapat membantu menyinari cahaya (tidak ada pun!) Di kosmos, membantu kami memetakan dengan kecekapan yang lebih besar.
Pertimbangkan senario berikut: jika laser disapu objek jauh - dalam kes ini, Bulan - tempat cahaya laser akan bergerak melintasi objek pada kelajuan lebih besar daripada c. Pada asasnya, koleksi foton dipercepat melewati kelajuan cahaya ketika spot melintasi permukaan dan kedalaman objek.
"Boom fotonik" yang dihasilkan berlaku dalam bentuk denyar, yang dilihat oleh pemerhati ketika kelajuan cahaya turun dari superluminal ke bawah kelajuan cahaya. Hal ini dimungkinkan oleh fakta bahawa bintik-bintik tidak mengandung massa, sehingga tidak melanggar hukum dasar Relativitas Khusus.
Contoh lain berlaku secara teratur di alam, di mana pancaran cahaya dari pulsar menyapu awan debu yang dibawa ke angkasa, membuat cengkerang cahaya cahaya dan radiasi yang mengembang lebih cepat daripada c ketika memotong permukaan. Sama seperti bayangan bergerak pantas, di mana kelajuannya jauh lebih cepat dan tidak terhad kepada kelajuan cahaya jika permukaannya bersudut.
Pada pertemuan Persatuan Astronomi Amerika di Seattle, Washington awal bulan ini, Nemiroff berkongsi bagaimana kesan ini dapat digunakan untuk mempelajari alam semesta.
"Ledakan fotonik berlaku di sekitar kita cukup kerap," kata Nemiroff dalam siaran pers, "tetapi mereka selalu terlalu singkat untuk diperhatikan. Di alam semesta mereka bertahan cukup lama - tetapi tidak ada yang berfikir untuk mencarinya! "
Sapuan superluminal, menurutnya, dapat digunakan untuk mengungkapkan maklumat mengenai geometri 3 dimensi dan jarak badan bintang seperti planet berdekatan, asteroid melewati, dan objek jauh yang diterangi oleh pulsar. Kuncinya adalah mencari kaedah untuk menghasilkannya atau memerhatikannya dengan tepat.
Untuk tujuan kajiannya, Nemiroff mempertimbangkan dua contoh senario. Yang pertama melibatkan pancaran yang disapu ke objek sfera yang berserakan - iaitu bintik-bintik cahaya yang bergerak melintasi Bulan dan sahabat pulsar. Pada yang kedua, balok disapu di "dinding planar hamburan atau filamen linier" - dalam kes ini, Hubble's Variable Nebula.
Dalam kes sebelumnya, asteroid dapat dipetakan secara terperinci menggunakan sinar laser dan teleskop yang dilengkapi dengan kamera berkelajuan tinggi. Laser boleh disapu ke permukaan ribuan kali sesaat dan kilatan direkodkan. Pada yang terakhir, bayang-bayang diperhatikan melintas di antara bintang terang R Monocerotis dan memantulkan debu, pada kelajuan yang sangat besar sehingga mereka menghasilkan boom fotonik yang dapat dilihat selama beberapa hari atau minggu.
Teknik pengimejan semacam ini pada dasarnya berbeza dengan pemerhatian langsung (yang bergantung pada fotografi lensa), radar, dan lidar konvensional. Ia juga berbeza dengan radiasi Cherenkov - sinaran elektromagnetik yang dipancarkan ketika zarah-zarah bermuatan melewati medium dengan kelajuan lebih besar daripada kelajuan cahaya di medium tersebut. Contohnya adalah cahaya biru yang dipancarkan oleh reaktor nuklear bawah air.
Dikombinasikan dengan pendekatan lain, ini dapat memungkinkan para saintis memperoleh gambaran objek yang lebih lengkap di Sistem Suria kita, dan bahkan badan kosmologi yang jauh.
Kajian Nemiroff diterima untuk diterbitkan oleh Publications of the Astronomical Society of Australia, dengan versi awal tersedia dalam talian di arXiv Astrophysics
Bacaan lanjut:
Siaran akhbar Michigan Tech
Robert Nemiroff / Michigan Tech
