Времето, доколкото знаем, се движи само в една посока. Но миналата година изследователите откриха събития някои пулсиращи импулси гама лъчи, които сякаш се повтарят, сякаш вървят назад във времето.

Сега новите изследвания предполагат потенциален отговор за това, което може да предизвика този ефект на обръщане на времето.

Ако вълните в релативистките струи, които произвеждат изблици на гама лъчи, пътуват по-бързо от светлината - със "свръхсветлинна" скорост,  един от ефектите може да бъде обръщане на времето.

Такива скоростни вълни всъщност биха били възможни. Знаем, че когато светлината пътува през среда (като газ или плазма), нейната фазова скорост е малко по-малка от с - скоростта на светлината във вакуум (границата на скоростта във Вселената).

Следователно една вълна може да премине през струя гама лъчи със свръхсветлинни скорости, без да нарушава закона на относителността. Но за да разберем това, трябва да разгледаме източника на тези струи.

Изблиците на гама лъчи са най-енергийните експлозии във Вселената. Те могат да продължат от няколко милисекунди до няколко часа, изключително ярки са и все още нямаме пълния списък на причините за тях.

От наблюденията от 2017 г. на сблъскващи се неутронни звезди знаем, че тези сблъсъци могат да създават изблици на гама лъчи. Астрономите също смятат, че такива изблици се получават, когато масивна, бързо въртяща се звезда се срине в черна дупка, изхвърляйки материал в околния космос в колосална хипернова.

Тогава тази черна дупка е заобиколена от облак от материалоколо нейния екватор. Ако се върти достатъчно бързо, изхвърлянето на първоначално взривения материал ще доведе до изхвърлянето на релативистични струи от полярните райони, струи гама лъчи.

Сега за онези вълни, пътуващи по-бързо от светлината.

Знаем, че когато пътуват през някаква среда, частиците могат да се движат по-бързо, отколкото светлината. Това явление предизвиква известната радиация на Черенков, често разглеждана като характерен син блясък. Това сияние - "светлинен бум", се получава, когато заредени частици като електрони се движат по-бързо през водата, отколкото е скорост на светлината в тази среда.

Астрофизиците Джон Хакила от колежа в Чарлстън и Робърт Немиров от Мичиганския технологичен университет смятат, че същия този ефект може да се наблюдава и при избухване на гама лъчи, и са направили математическо моделиране, за да демонстрират как.

„В този модел въздействаща вълна в разширяваща струя гама лъчи се ускорява от субсветлинни до свръхсветлинни скорости или се забавя от свръхсветлинни до подсветлинни скорости“, пишат те в своя документ.

„Ударната вълна взаимодейства със заобикалящата среда, като произвежда лъчение на Черенков и / или друго колизионно излъчване, когато се движи по-бързо от скоростта на светлината в тази среда и други лъчения (като топлинно излъчване на Комтон или синхротрон), когато се движи по-бавно от скоростта на светлина. Тези преходи създават едновременно двата набора от характеристики на светлинната крива [на струите гама лъчение] - при време напред и обърнат във времето, чрез процес на удвояване на релативисткото изображение."

Счита се, че подобно удвояване на изображението се наблюдава в детекторите на Черенков. Когато заредена частица, пътуваща със скорост близка до скоростта на светлината, навлиза във вода, тя се движи по-бързо от светлината и излъчването на Черенков, което произвежда, и следователно може хипотетично да изглежда на две места наведнъж: едното изображение изглежда да се движи напред във времето, а другото - обратно.

Имайте предвид, това удвояване все още не е наблюдавано експериментално. Но ако това се случи, то би могло да бъде отговорно и за създаването на обратимост на времето, наблюдавана в светлинните криви на избухване на гама лъчи. Това се появява се и когато ударната вълна, преминаваща през струйната среда, се ускорява до свръхсветлинни скорости и се забавя до подсветлинни скорости.

Необходима е повече работа. Изследователите предполагат, че ударната вълна, която предизвиква създаването на струя гама-лъчи, ще бъде широкомащабна, произведена от промени в, да речем, плътност или магнитно поле. Това ще изисква допълнителен анализ. 

Въпреки това, според изследователите, техният модел предоставя по-добри обяснения за характеристиките на светлинните криви на гама лъчите, отколкото моделите, които не включват обратимост на времето.

"Стандартните модели на избухване на гама-лъчи са пренебрегнали свойствата на обратна времева светлинна крива", каза Хакила. „Свръхсветлинното движение на стручта отчита тези свойства, като запазва много много стандартни характеристики на модела.“

Изследването е публикувано в The Astrophysical Journal.