Velocità superiori a quella della luce potrebbero essere il motivo per cui le esplosioni di raggi gamma sembrano andare indietro nel tempo

esplosione di raggi gamma

Velocità superiori a quella della luce permettono viaggi indietro nel tempo? L’anno scorso, dei ricercatori hanno scoperto eventi nell’esplosione di alcuni impulsi di raggi gamma che sembravano ripetersi come se stessero tornando indietro nel tempo.

Ora, una nuova ricerca suggerisce una potenziale risposta a ciò che potrebbe causare questo effetto di reversibilità temporale. Se le onde all’interno dei getti relativistici che producono esplosioni di raggi gamma viaggiano più velocemente della luce, a velocità “superluminali”, uno degli effetti potrebbe essere la reversibilità del tempo.

Tali onde di accelerazione potrebbero effettivamente essere possibili. Sappiamo che quando la luce viaggia attraverso un mezzo (come gas o plasma), la sua velocità di fase è leggermente più lenta di c – la velocità della luce nel vuoto e, per quanto ne sappiamo, il limite massimo di velocità dell’Universo.

Pertanto, un’onda potrebbe viaggiare attraverso un getto di esplosioni di raggi gamma a velocità superluminale senza interrompere la relatività. Ma per capirlo, dobbiamo fare un piccolo backup per vedere l’origine di questi getti.

Le esplosioni di raggi gamma sono le esplosioni più energiche dell’Universo. Possono durare da pochi millisecondi a diverse ore, sono straordinariamente brillanti e non abbiamo ancora un elenco completo di ciò che li provoca.

Sappiamo, dalle osservazioni del 2017, che dallo scontro tra stelle di neutroni che queste collisioni possono creare esplosioni di raggi gamma. Gli astronomi pensano che tali esplosioni vengano prodotte quando una stella massiccia, in rapida rotazione, collassa in un buco nero, espellendo violentemente il materiale nello spazio circostante in una colossale ipernova.

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Quel buco nero è quindi circondato da una nuvola di materiale di accrescimento attorno al suo equatore; se ruota abbastanza rapidamente, il fallback del materiale inizialmente esploso provocherà getti relativistici che sparano dalle regioni polari, facendo esplodere l’involucro esterno della stella progenitrice prima di produrre esplosioni di raggi gamma.

Le onde che viaggiano più veloci della luce

Sappiamo che, viaggiando attraverso un mezzo, le particelle possono muoversi più velocemente della luce. Questo fenomeno è responsabile della famosa radiazione Cherenkov, spesso vista come un caratteristico bagliore blu. Quel bagliore – un “boom luminale” – viene prodotto quando particelle cariche come gli elettroni si muovono più velocemente attraverso l’acqua rispetto alla velocità di fase della luce.

Gli astrofisici Jon Hakkila del College di Charleston e Robert Nemiroff della Michigan Technological University credono che questo stesso effetto possa essere osservato nei getti dei raggi gamma e hanno condotto modelli matematici per dimostrare come.

“In questo modello un’onda di impatto in un getto di esplosione dei raggi gamma in espansione accelera da velocità subluminali a superluminali o decelera da velocità superluminali a subluminali”, scrivono nel loro articolo.

“L’onda del dispositivo di simulazione interagisce con il mezzo circostante per produrre Cherenkov e/o altre radiazioni collisionali quando viaggia più veloce della velocità della luce in questo mezzo e altri meccanismi (come la radiazione termocompattata di Compton o sincrotrone) quando viaggia più lentamente della velocità di luce.

“Queste transizioni creano sia una serie di curve di luce, un time-forward, che un time-reversed del tempo attraverso il processo di raddoppio dell’immagine relativistica.”

Si ritiene che tale raddoppio di immagini relativistiche si verifichi nei rivelatori di Cherenkov. Quando una particella carica che si avvicina alla velocità della luce entra nell’acqua, si muove più velocemente della radiazione di Cherenkov che produce, e quindi può ipoteticamente apparire in due punti contemporaneamente: un’immagine che sembra muoversi in avanti nel tempo e l’altra che sembra muoversi indietro.

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Intendiamoci, questo raddoppio non è stato ancora osservato sperimentalmente. Ma se ciò dovesse accadere, potrebbe anche essere responsabile della produzione della reversibilità temporale osservata nelle curve di luce a raffica di raggi gamma, che si verificano sia quando l’onda del dispositivo di simulazione che viaggia attraverso il mezzo del jet accelera a velocità più elevate della luce, sia a velocità subluminali.

È necessario più lavoro, ovviamente. I ricercatori hanno ipotizzato che il dispositivo di simulazione responsabile della creazione di un’esplosione di raggi gamma sarebbe un’onda su larga scala prodotta da cambiamenti nella densità o nel campo magnetico. Ciò richiederà ulteriori analisi. E se i plasmi coinvolti non sono trasparenti alle radiazioni superluminali, tutte le scommesse sono disattivate.

Tuttavia, i ricercatori hanno affermato che il loro modello fornisce spiegazioni migliori per le caratteristiche delle curve di luce a raffica di raggi gamma rispetto ai modelli che non includono la reversibilità temporale.

“I modelli di burst di raggi gamma standard hanno trascurato le proprietà della curva della luce reversibile nel tempo”, ha affermato Hakkila. “Il movimento del getto superluminale tiene conto di queste proprietà pur mantenendo molte caratteristiche del modello standard“.

La ricerca è stata pubblicata su The Astrophysical Journal.

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Appassionato di tutto quello che suscita curiosità e che richiede impegno, soprattutto mentale. La tecnologia è il suo pane quotidiano e ama condividere le proprie passioni. Autore di migliaia di articoli e video recensioni, ha gestito e lavorato per diverse testate giornalistiche e blog.

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