Це наріжний камінь сучасної фізики, що ніщо у Всесвіті не швидше швидкості світла (c). Однак теорія особливої відносності Ейнштейна допускає випадки, коли певні впливи з'являються подорожувати швидше, ніж світло, не порушуючи причинності. Це те, що відоме як "фотонні стріли", концепція, схожа на звуковий бум, коли плями світла рухаються швидше, ніж c.
Згідно з новим дослідженням Роберта Немірова, професора фізики Мічиганського технологічного університету (та співавтора «Астрономічної картини дня»), це явище може допомогти просвітити космос (не каламбур!), Що допоможе нам скласти карту це з більшою ефективністю.
Розглянемо такий сценарій: якщо лазер прокотиться по віддаленому об’єкту - в цьому випадку Місяць - пляма лазерного світла буде рухатися по об’єкту зі швидкістю, більшою c. В основному, колекція фотонів прискорюється повз швидкість світла, коли пляма проходить як поверхню, так і глибину предмета.
Отриманий в результаті «фотонний бум» відбувається у вигляді спалаху, який спостерігається спостерігачем, коли швидкість світла падає від надсвіткової до нижчої швидкості світла. Це стає можливим завдяки тому, що плями не містять маси, тим самим не порушуючи основних законів Особливої відносності.
Інший приклад регулярно трапляється в природі, де пучки світла від пульсара проносяться по хмарах космічного пилу, створюючи сферичну оболонку світла і випромінювання, яка розширюється швидше, ніж c, коли вона перетинає поверхню. Значно те ж саме стосується швидкоплинних тіней, де швидкість може бути набагато швидшою і не обмежена швидкістю світла, якщо поверхня кутова.
На засіданні Американського астрономічного товариства в Сіетлі, штат Вашингтон, раніше цього місяця, Неміров поділився тим, як ці ефекти можна використовувати для вивчення Всесвіту.
"Фотонні буми навколо нас трапляються досить часто", - заявив Неміров у прес-релізі, - але вони завжди занадто короткі, щоб помітити. У космосі вони тривають досить довго, щоб помітити - але ніхто не думав їх шукати! "
Надсвітлові зачистки, він стверджує, можуть бути використані для виявлення інформації про тривимірну геометрію та відстань зоряних тіл, таких як сусідні планети, що проходять через астероїди та віддалені об'єкти, освітлені пульсарами. Ключовим є пошук способів їх генерування або точного спостереження.
Для цілей свого дослідження Неміров розглядав два приклади сценаріїв. Перший включав промінь, що проносився через сферичний предмет, що розсіюється, тобто плями світла, що рухаються по Місяці та супутники Пульсара. По-друге, промінь проноситься через "розсіюючу площинну стінку або лінійну нитку" - в цьому випадку мінлива туманність Хаббла.
У першому випадку астероїди можна було детально намалювати за допомогою лазерного променя та телескопа, оснащеного високошвидкісною камерою. Лазер міг прокотитися по поверхні тисячі разів на секунду, і спалахи записані. В останньому спостерігаються тіні, що проходять між яскравою зіркою R Monocerotis і відбивають пил, зі швидкістю настільки великою, що вони створюють фотонні бури, які видно днями або тижнями.
Такий метод візуалізації принципово відрізняється від прямих спостережень (які покладаються на фотозйомку об'єктива), радіолокаційних станцій та звичайних лідарів. Він також відрізняється від випромінювання Черенкова - електромагнітного випромінювання, яке випромінюється, коли заряджені частинки проходять через середовище зі швидкістю, що перевищує швидкість світла в цьому середовищі. Справа в цьому - синє світіння, що випромінюється підводним ядерним реактором.
У поєднанні з іншими підходами це може дозволити вченим отримати більш повне уявлення про об'єкти нашої Сонячної системи та навіть віддалені космологічні тіла.
Дослідження Nemiroff прийняте до публікації публікаціями Астрономічного товариства Австралії, з попередньою версією, доступною в Інтернеті на веб-сайті arXiv Astrophysics
Подальше читання:
Прес-реліз Michigan Tech
Роберт Неміров / Michigan Tech
