Гамма-лучи могут запускать «обратное время»

Когда массивная звезда рушится, образуя чёрную дыру, она посылает сверкающий сигнал SOS в виде гамма-всплесков. Это нечто очень своеобразное: в этих таинственных сигналах, похоже, время обращается вспять.

О новом исследовании говорится в статье от 13 августа в «Астрофизическом журнале» (The Astrophysical Journal) ,   что эти гамма-всплески меняются во времени, что означает следующее: световая волна выплевывается сначала в одну сторону, а затем отправляется в обратном порядке.

Исследователи понятия не имеют, что вызывает эти обратные сигналы гамма-излучений: физика чёрных дыр настолько странная, что ничего нельзя исключать.

Последние вздохи умирающих звёзд

По данным НАСА, вспышки гамма-излучений — это взрывы с наивысшей энергией, из тех что когда-либо были обнаружены: они ярче Солнца в миллион триллионов раз.

Гамма-лучи могут запускать «обратное время»

«Гамма-всплески — это самые светлые источники, известные нам в природе; они производят больше энергии, чем что-либо другое, излучающее свет» — сказал астрофизик Джон Хаккил, из Университета Чарльстона (США, Южная Каролина).

Когда сталкиваются две нейтронные звезды, они, образуя чёрную дыру, посылают короткие гамма-всплески. Сверхновые звёздные взрывы, когда умирающие звёзды рушатся в чёрные дыры, производят более длительные всплески гамма-излучений. По словам Хаккила, для обоих типов гамма-всплесков «большая часть их энергии поступает в виде импульсов» или блейдов.

Основной, самый яркий импульс, имеет добавочную часть светового сигнала в виде небольших боковых вспышек. У каждого основного импульса, по три хорошо различимых пика, где свет то увеличивается, то уменьшается в своей интенсивности несколько раз подряд.

По мере того, как учёные изучали данные, они обнаружили, что структура этих пиков похожа на отражения в зеркале — более ранние импульсы, которые выходили первыми, они же выходили последними на последующих импульсах.

Остатки взрывающейся звезды

Рассматривая шесть самых ярких вспышек гамма-всплесков, в Обсерватории Комптонского гамма-излучения НАСА, в рамках эксперимента по взрывным и переходным источникам в 1990-х годах, команда обнаружила, что всплески содержали сигнатуры света с обратным временем. Другими словами, «все они имеют эту сигнатуру яркости, которая колеблется, а затем поворачивается и идёт назад во времени» — сказал Хаккил. «Это верно как для короткоживущих, так и для долгоживущих гамма-всплесков».

Чтобы лучше понять это, представьте, вот вы включили три переключателя света: A, затем B, затем C.  А после выключали: сначала  C, затем B, затем A. Чтобы  увидеть это, исследователи взяли весь сигнал, растянули его и сложили  прямо посередине, как лист бумаги. Этот «складной» процесс выравнивал нарастание сигнала с падением сигнала. Эти два конца выстроились очень хорошо.

«Гамма-всплеск свидетельствует об образовании чёрной дыры , и наблюдаются всевозможные очень странные вещи, которые происходят в этот момент как с пространством, так и со временем, а также между пространством и временем в окрестности чёрной дыры» — сказал Хаккил. Хотя взрыв не «меняет время», как это бывает в научно-фантастических фильмах: «Я не собираюсь исключать эту странную вещь из своей гипотезы» — сказал он.

Однако, самое вероятное объяснение состоит в том, что волна взлетает через материю. Звезда взрывается, большая волна взрыва движется наружу через материю и освещает её, когда она идёт. Она зажигает скопление A, затем B, затем C. Чтобы вызвать сигнал обратного времени, волна должна каким-то образом вернуться через эти три скопления в обратном порядке, говорит Хаккил.

«Я могу предположить только два способа этого процесса. Либо волна должна поражать какую-то отражающую поверхность, похожую на зеркало, которая отражает волну взрыва назад, либо глыбы должны распределяться каким-то странным образом, что не имеет смысла при использовании обычной физики. Понимание этого движения может пролить свет на то, как звёзды умирают».

Но не все убеждены в том, что обратное изменение времени является лучшим объяснением сигналов гамма-всплесков.

«Я ценю огромные усилия авторов. Однако эшафот, на котором строится исследование, может быть ошибочным», — сказал Бин Чжан, профессор астрофизики высоких энергий из Университета Невады, Лас-Вегас.

Нахождение реверсированных по времени структур основано на предположении, что каждый гамма-всплеск «состоит из нескольких чётко определённых импульсов», каждый из которых имеет форму, описываемую математическим уравнением. Но форма и природа этих импульсов могут быть более сложными, чем простая математическая форма, так что остаточный импульс тройного пика не может быть физически реальным, добавил он. «Возможно, зеркальная гипотеза … действительно верная, но прямо сейчас поддержка в пользу этой гипотезы довольно косвенная».

И как всегда, чем ближе мы подходим к разгадке чёрной дыры, тем картина становится всё более странной.