Di sudut jauh alam semesta, ada yang bergerak lebih laju daripada cahaya.
Tidak, undang-undang fizik tidak dilanggar: Masih tidak ada yang dapat bergerak lebih cepat daripada cahaya di ruang kosong ruang kosong. Tetapi apabila cahaya bergerak melalui benda, seperti gas interstellar atau sup zarah yang dikenakan, ia perlahan, bermakna perkara lain mungkin akan mengatasinya. Dan itu boleh menjelaskan simetri pelik dalam denyutan beberapa cahaya yang paling energik di alam semesta, yang dipanggil sinar gamma-ray.
Pecah cryptic ini - cahaya kilat cahaya sinar gamma yang berasal dari galaksi jauh - bentuk ketika bintang-bintang besar runtuh atau ketika bintang-bintang neutron ultradens bertabrakan. Cataclysms ini menghantar jet mempercepat panas, bercas plasma zoom melalui ruang.
Tetapi isyarat ini mempunyai simetri ganjil, dan sebab yang mereka lakukan masih misteri.
Pucuk sinar gamma tidak mencerahkan dan reda dalam satu puncak yang mantap, tetapi sebaliknya dalam corak yang berkilauan, kata Jon Hakkila, ahli astrofizik di College of Charleston di South Carolina.
Hakkila telah bekerja pada teka-teki ini selama bertahun-tahun. Sekarang, dia dan seorang kolaborator mempunyai penyelesaian: pelayaran plasma kedua-dua perlahan dan lebih cepat daripada kelajuan cahaya dapat menjelaskan corak berkilauan ini, seperti yang mereka laporkan dalam kertas kerja yang disiarkan pada 23 Sept dalam The Astrophysical Journal. Sekiranya mereka betul, ia boleh membantu kita memahami apa yang sebenarnya menghasilkan sinaran gamma ini.
"Saya dapati langkah besar ke hadapan," yang menghubungkan fenomena skala kecil dalam plasma ke pemerhatian besar-besaran kita, kata Dieter Hartmann, ahli astrophysik di Universiti Clemson yang tidak terlibat dalam kajian itu.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, Hakkila telah mendapati bahawa letupan sinar gamma mempunyai turun naik yang kecil dalam kecerahan di atas pencahayaan dan pencahayaan keseluruhannya. Sekiranya anda menolak kecemerlangan dan kecurian yang menyeluruh, anda ditinggalkan dengan satu siri puncak yang lebih kecil - satu puncak utama dengan puncak yang lebih kecil dalam kecerahan sebelum dan selepas. Dan corak ini adalah pelik simetri. Jika anda "melipat" corak di atas puncak utama dan menghulurkan satu sisi, kedua-dua pihak sepadan dengan sangat baik. Dalam erti kata lain, corak cahaya denyut nadi gamma membayangkan pada satu set peristiwa cermin.
"Apa yang berlaku di bahagian depan berlaku di belakang," kata Hakkila. "Dan peristiwa-peristiwa itu pasti berlaku dalam keadaan terbalik."
Walaupun ahli astronomi tidak tahu apa yang menyebabkan pelepasan sinar gamma pada skala zarah, mereka yakin bahawa ia berlaku apabila jet plasma perjalanan berhampiran kelajuan cahaya berinteraksi dengan gas-gas di sekelilingnya. Hakkila telah cuba menjelaskan penjelasan mengenai bagaimana situasi ini dapat membuat pulsa cahaya simetri apabila dia mendengar dari Robert Nemiroff, seorang astrophysicist di Michigan Technological University.
Nemiroff sedang mengkaji apa yang berlaku apabila objek bergerak melalui media sekitar lebih cepat daripada cahaya yang dipancarkan, yang dipanggil gerakan superluminal. Dalam penyelidikan terdahulu, Nemiroff telah mendapati bahawa apabila objek tersebut berjalan dari perjalanan lebih lambat daripada cahaya ke lebih cepat daripada cahaya, atau sebaliknya, peralihan ini boleh mencetuskan fenomena yang dipanggil penggambaran imej relativistik. Nemiroff tertanya-tanya sama ada ini boleh menyumbang kepada pola simetri Hakkila yang terdapat dalam denyut nadi rayma gamma.
Jadi apa sebenarnya "imej relativistik dua kali ganda?" Bayangkan sebuah kapal yang membuat riak apabila ia bergerak melintasi tasik ke arah pantai. Sekiranya bot bergerak lebih perlahan daripada gelombang yang dihasilkan, seseorang yang berdiri di tepi pantai akan melihat riak bot itu memukul pantai dengan perintah yang dibuat oleh bot tersebut. Tetapi jika bot bergerak lebih cepat daripada gelombang yang dihasilkan, bot akan mengatasi gelombang pertama yang dibuat hanya untuk membuat riak baru di depan yang satu dan sebagainya. Dengan cara itu, riak baru yang dicipta oleh bot akan sampai ke pantai lebih cepat daripada gelombang pertama yang diciptanya. Seseorang yang berdiri di tepi pantai akan melihat riak yang melanda pantai dalam masa yang diterbalikkan.
Idea yang sama berlaku untuk pecah sinar gamma. Jika punca pecah gamma bergerak lebih laju daripada cahaya yang dikeluarkan oleh gas dan bahan sekitarnya, kita akan melihat corak pelepasan dalam susunan kronologi terbalik.
Hakkila dan Nemiroff menegaskan bahawa ini boleh menyumbang separuh daripada nadi simetri pecah sinar gamma.
Tetapi bagaimana jika bahan pertama kali bergerak lebih lambat daripada kelajuan cahaya, tetapi kemudian dipercepatkan? Bagaimana jika ia bermula dengan pantas dan kemudian perlahan? Dalam kedua-dua kes, kita mungkin melihat pelepasan kedua-duanya dalam susunan kronologi dan membalikkan susunan kronologi sejurus selepas satu sama lain, membuat corak nadi simetrik seperti puncak simetri yang diamati dalam pecahan sinar gamma.
Masih ada kepingan yang hilang untuk teka-teki ini. Untuk satu, penyelidik masih tidak tahu apa yang menyebabkan pecah ini pada skala mikroskopik. Tetapi model yang dicadangkan ini memberi penyelidik satu petunjuk kecil dalam memburu untuk mencari punca utama pecah sinar gamma, kata Hartmann.
