Головна / Всесвіт / Астрономи з’ясували, чому час тече «назад» під час гамма-спалахів

Астрономи з’ясували, чому час тече «назад» під час гамма-спалахів

Вчені пояснили, чому гамма-сплески, найпотужніші вибухи у Всесвіті, виглядають для стороннього спостерігача так, як ніби всередині них іде не вперед, а назад. Ці аномалії виявилися пов’язані з «надсвітовим» рухом матерії. Про це йдеться в статті, яку опублікувало наукове видання в Astrophysical Journal.

«Уявіть, що ви сидите на березі ставка і хтось на протилежній стороні кинув у вашу сторону камінь і він почав стрибати по воді. Камінь летить швидше, ніж рухаються коливання по поверхні озера, завдяки чому остання хвиля досягне вашого берега раніше всіх, а перша — остання. Щось схоже відбувається і під час гамма-сплесків», — пояснює один з дослідників, учений з університету Чарльстона (США) Джон Хаккіла.

Затьмарюючи галактики

Гамма-сплески, як припускають вчені, виникають в останні миті життя великих зірок. Коли такі світила вмирають, сила тяжіння чорної діри або нейтронної зірки, яка виникає в результаті цього, виявляється настільки висока, що їх останки не розкидаються по навколишньому простору, а об’єднуються у своєрідний «бублик».

Частина такого диска, який обертається навколо колишньої зірки, поглинає чорна діра. Його залишки розганяються майже до швидкості світла і викидаються в зовнішній простір у вигляді вузьких пучків матерії. Під час цього процесу вмираюче світило затьмарює галактики і випромінює стільки ж енергії, скільки Сонце та інші невеликі зірки виробляють за весь час існування.

Рік тому Хаккіла і його колеги знайшли нову і при цьому абсолютно несподівану рису гамма-сплесків. Вони помітили, що при спостереженні за допомогою високо — і низько чутливих телескопів структура їх спектру трохи, але відрізнялася. Проаналізувавши ці розбіжності, астрофізики прийшли до несподіваного висновку — час цих спалахів йшов не вперед, а назад.

Зіткнувшись з цим «неможливим» феноменом, вчені почали шукати правдоподібні пояснення того, як може формуватися така парадоксальна картина спалаху. Для цього вони прорахували, куди і як рухалися потоки розпеченої плазми, які розганяє чорна діра, і з якими іншими об’єктами вона буде взаємодіяти.

Ці розрахунки показали, що у такого «нефізичного» явища є цілком нормальне пояснення, яке вкладається в теорію відносності і ніяк не порушує всі відомі закони фізики. Воно пов’язане з двома феноменами — «надсвітловим рухом» і тим, що світло через різні типи матерії рухається з неоднаковою швидкістю.

Дзеркало космосу

Як пояснює Хаккіла, чорна діра розганяє викинуту матерію до настільки високих швидкостей, що вона починає рухатися через щільні шари плазми помітно швидше, ніж це може робити світло в такій же ситуації.

Згідно зі закономірністю подібні пучки прискореної матерії почнуть «гальмувати», виробляючи частинки світла. При цьому, що важливо, матерія продовжить летіти через плазму швидше світла, «обганяючи» породжені нею фотони протягом деякого часу.

В результаті цього у стороннього спостерігача, якщо потік матерії рухається в його сторону, може виникнути враження, що викиди новонародженої чорної дірки рухаються швидше швидкості світла. Крім того, він може помітити, що час в її околицях йде не вперед, а назад.

Коли пучок плазми сповільниться до максимально допустимої швидкості світла, відбудеться ще більш дивне для очевидця подія — час розгорне свій хід і «перескочить» вперед. Астрофізики назвали цей феномен «релятивістським подвоєнням зображення», оскільки деякий час спостерігачеві здаватиметься, що він бачить не один, а відразу два потоки матерії, які являють собою дзеркальні копії один одного.

Такий процес, як зазначає Хаккіла, дуже добре пояснює багато інші дивацтва в тому, як розвиваються гамма-сплески і як влаштований їхній спектр. Після того, як астрофізики додали «релятивістське подвоєння» в свої розрахунки, їм вдалося створити першу віртуальну модель цього катаклізму, яка точно відтворювала практично всі особливості гамма-спалахів.

Як сподіваються автори статті, їх розрахунки допоможуть астрономам уточнити те, яку роль ці події грали у формуванні всіх запасів важких елементів Всесвіту, які потрібні для народження планет і появи життя на Землі та в інших світах.