O tempo, tanto quanto sabemos, se move apenas em uma direção. Mas no ano passado, os pesquisadores descobriram eventos em alguns pulsos de raios gama que pareciam se repetir como se estivessem voltando no tempo.

Agora, novas pesquisas sugerem uma resposta potencial para o que pode estar causando isso reversibilidade do tempo efeito. Se as ondas dentro dos jatos relativísticos que produzem rajadas de raios gama viajarem mais rápido que a luz – em velocidades 'superluminais' – um dos efeitos poderá ser a reversibilidade do tempo.

Tais ondas em alta velocidade poderiam ser realmente possíveis. Sabemos que quando a luz viaja através de um meio (como gás ou plasma), sua velocidade de fase é um pouco mais lento que c – a velocidade da luz no vácuo e, até onde sabemos, o limite máximo de velocidade do Universo.

Portanto, uma onda poderia viajar através de um jato de raios gama a velocidades superluminais sem quebrar a relatividade. Mas, para entender isso, precisamos fazer um backup um pouco para analisar a fonte desses jatos.

Explosões de raios gama são as explosões mais energéticas do Universo. Eles podem durar de alguns milissegundos para algumas horas, eles são extraordinariamente brilhantes e ainda não temos uma lista abrangente do que os causa.

Sabemos pelas observações de 2017 das estrelas de nêutrons em colisão que esses esmagamentos podem criar explosões de raios gama. Os astrônomos também pensam que essas explosões são produzidas quando uma estrela massiva e rapidamente giratória entra em colapso em um buraco negro, ejetando violentamente material para o espaço ao redor. uma hipernova colossal.

Esse buraco negro é então cercado por uma nuvem de material de acreção ao redor de seu equador; se estiver girando com rapidez suficiente, o retorno do material inicialmente explodido resultará em jatos relativísticos disparando das regiões polares, explodindo através do envelope externo da estrela progenitora antes de produzir explosões de raios gama.

Agora, voltando às ondas que viajam mais rápido que a luz.

Sabemos que, ao viajar por um meio, as partículas podem se mover mais rápido que a luz. Esse fenômeno é responsável pela famosa radiação Cherenkov, frequentemente vista como um brilho azul distinto. Esse brilho – um 'boom luminal' – é produzido quando partículas carregadas, como elétrons, se movem mais rapidamente através da água do que a velocidade da fase da luz.

Os astrofísicos Jon Hakkila, do College of Charleston, e Robert Nemiroff, da Universidade Tecnológica de Michigan, acreditam que esse mesmo efeito pode ser observado em jatos de explosão de raios gama e realizaram modelagem matemática para demonstrar como.

"Neste modelo, uma onda impactante em um jato de raios gama em expansão acelera das velocidades subluminal para superluminal ou desacelera das velocidades superluminal para subluminal". eles escrevem em seu papel.

"A onda impactante interage com o meio circundante para produzir Cherenkov e / ou outra radiação colisional quando viaja mais rápido que a velocidade da luz neste meio, e outros mecanismos (como radiação de choque Compton termizada ou síncrotron) quando viaja mais devagar que a velocidade de luz.

"Essas transições criam um conjunto de características de curva de luz (explosão de raios gama) com avanço no tempo e reverso no tempo através do processo de duplicação da imagem relativística".

Essa imagem relativística dobrando acredita-se que ocorra nos detectores de Cherenkov. Quando uma partícula carregada que viaja quase à velocidade da luz entra na água, ela se move mais rapidamente do que a radiação Cherenkov que produz e, portanto, pode hipoteticamente parecer estar em dois lugares ao mesmo tempo: uma imagem parece avançar no tempo e a outra parece se mover para trás.

Veja bem, essa duplicação ainda não foi observada experimentalmente. Mas, se ocorrer, também poderá ser responsável por produzir a reversibilidade do tempo observada nas curvas de luz de rajada de raios gama, ocorrendo tanto quando a onda do impactador que viaja pelo meio do jato acelera para velocidades mais rápidas que a luz e desacelera para velocidades subluminais.

É necessário mais trabalho, é claro. Os pesquisadores assumiram que o pêndulo responsável pela criação de uma explosão de raios gama seria uma onda em larga escala produzida por mudanças, por exemplo, na densidade ou no campo magnético. Isso precisará de mais análises. E se os plasmas envolvidos não forem transparentes à radiação superluminal, todas as apostas serão canceladas.

No entanto, disseram os pesquisadores, seu modelo fornece melhores explicações para as características das curvas de luz de explosão de raios gama do que modelos que não incluem reversibilidade no tempo.

"Os modelos padrão de explosão de raios gama negligenciaram as propriedades da curva de luz reversível no tempo" Hakkila disse. "O movimento do jato superluminal é responsável por essas propriedades, mantendo muitos recursos de modelo padrão".

A pesquisa foi publicada em The Astrophysical Journal.

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