時間只朝一個方向前進,那就是未來,超光速可能是伽瑪射線暴經歷時間逆轉的原因

超光速可能是伽瑪射線暴經歷時間逆轉的原因

時間只朝一個方向前進,那就是未來,但在2018年,天文學家觀測到一些伽瑪射線暴的事件在重複發生,就如同它們逆轉時間後再進行很多次一樣,而最近的研究提出了一個可能的答案,如果伽瑪射線暴的相對論性噴流中的波速超過光速,亦即「超光速」,便可能造成時間的可逆性。

這種加速實際上是能做到的,當光在通過某些介質時,它在該介質(又稱為相)的相速比真空中的光速還要慢,故波可以在不打破宇宙速度極限的條件下,以超光速前進,但我們需要釐清這些噴流的來源。

伽瑪射線暴是目前人類所知在宇宙中能量最大的爆炸,它們的持續時間可能從幾毫秒甚至到幾小時,人類對它知之甚少,我們從一些中子星對撞的觀測得知,這些碰撞會產生該現象,且有許多天文學家相信,當一顆巨大且高速旋轉的恆星坍縮成黑洞時,原先會產生巨大的超新星向周圍猛烈噴發,但卻因為自身重力場太強將物質壓縮在其兩極地區噴發出來成為高速噴流,這種現象即為伽瑪射線暴。

藝術家所繪製的伽瑪射線暴(ⒸDESY, Science Communication Lab)當聲波在空氣中行走的速度慢於物體的速度時,稱為超音速,其後方會產生音爆,例如超音速客機或火箭;而粒子在介質中的行走速度比光在同一個介質的速度還快時就稱為超光速,這種現象會產生「光爆」,當電子在水中的前進速度比光還快時稱為契忍可夫輻射,會發出一種獨特的藍光,伽瑪射線暴也會發生同樣的現象,科學家已經利用電腦模型證實了這一點。

研究人員在論文中寫到:伽瑪射線暴所引起的衝擊波在從次光速加速到超光速或是減速回次光速時,均會產生新的輻射效應,就像是再次看到新的輻射原一樣。這種現象被他們稱為相對論性圖像重影,當粒子超光速移動時會產生契忍可夫輻射,而在次光速移動時又會產生同步輻射,這就產生了一種時間向前及時間向後的兩組伽瑪射線暴。

請注意,這種重影現象並沒有真實出現在實驗室中,但研究人員表示,這種現象同時解釋了多次伽瑪射線暴及超光速噴流,也同時保留了舊有的標準伽瑪射線暴模型,因為舊有的模型中忽略了時間可逆性,但他們也認為如果其所涉及的電漿態物質在超光速輻射的過程中非透明的話,那一切又完全不可確定了。

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