Tai yra šiuolaikinės fizikos kertinis akmuo, kad visatoje nėra nieko greitesnio už šviesos greitį (c). Tačiau Einšteino specialiojo reliatyvumo teorija leidžia numatyti atvejus, kai tam tikros įtakos turi pasirodyti keliauti greičiau nei šviesa nepažeidžiant priežastingumo. Tai yra vadinama „fotonine strėle“, panašia į garsinio strėlės sąvoką, kai šviesos taškai juda greičiau nei c.
Remiantis nauju Mičigano technologijos universiteto fizikos profesoriaus Roberto Nemiroffo (ir „Astronomijos dienos paveikslo“ vienas iš kūrėjų) tyrimu, šie reiškiniai gali padėti uždegti šviesą (be puno!) Kosmose ir padėti mums susikurti žemėlapį. tai efektyviau.
Apsvarstykite šį scenarijų: jei lazeris pernešamas per tolimą objektą - šiuo atveju Mėnulį -, lazerio šviesos taškas per objektą judės didesniu greičiu nei c. Iš esmės fotonų kaupimas yra padidinamas per šviesos greitį, nes taškas kerta tiek objekto paviršių, tiek gylį.
Gautas „fotoninis bumas“ įvyksta blykstės pavidalu, kurį mato stebėtojas, kai šviesos greitis nukrenta iš superluminalios į mažesnį nei šviesos greitis. Tai įmanoma dėl to, kad dėmėse nėra masės, tuo nepažeidžiant pagrindinių specialiojo reliatyvumo įstatymų.
Kitas pavyzdys reguliariai pasitaiko gamtoje, kai pulsaro šviesos spinduliai sklinda pro kosmoso dulkių debesis ir sukuria sferinį šviesos ir radiacijos apvalkalą, kuris plečiasi greičiau nei c, kai kerta paviršių. Panašiai yra ir su greitai judančiais šešėliais, kur greitis gali būti daug didesnis ir neapsiriboti šviesos greičiu, jei paviršius yra kampinis.
Anksčiau šį mėnesį Sietle, Vašingtone vykusiame Amerikos astronomijos draugijos susirinkime Nemiroffas pasidalino, kaip šiuos efektus galima panaudoti tyrinėjant visatą.
„Fotonikos bumas aplink mus įvyksta gana dažnai“, - pranešime spaudai teigė Nemiroffas, tačiau jie visada yra per trumpi, kad juos pastebėtų. Kosmose jie tęsiasi pakankamai ilgai, kad pastebėtų, bet niekas negalvojo jų ieškoti! “
Anot jo, superluminalios bangos galėtų būti naudojamos norint atskleisti informaciją apie žvaigždžių kūnų, tokių kaip netoliese esančios planetos, einantys asteroidus ir tolimus pulsatorių apšviestus objektus, 3-matmenų geometriją ir atstumą. Svarbiausia yra rasti būdų, kaip juos sukurti ar tiksliai stebėti.
Savo tyrimo tikslais Nemiroffas nagrinėjo du scenarijų pavyzdžius. Pirmasis buvo susijęs su šviesos sklidimu per išsklaidytą sferinį objektą - t. Y. Šviesos taškus, judančius per Mėnulį, ir pulsaro palydovus. Antruoju atveju pluoštas perbraukiamas per „išsibarstančią plokštuminę sieną arba tiesinę giją“ - šiuo atveju Hablo kintamąjį ūką.
Pirmuoju atveju asteroidus būtų galima išsamiai nubraižyti naudojant lazerio spindulį ir teleskopą, kuriame įrengta didelės spartos kamera. Lazeris galėjo būti plakamas per paviršių tūkstančius kartų per sekundę ir užfiksuoti blyksniai. Pastarojoje stebimas šešėlis, einantis tarp ryškios žvaigždės R Monocerotis ir atspindinčių dulkes tokiu greičiu, kad sukuria fotonines strėles, matomas dienas ar savaites.
Ši vaizdo gavimo technika iš esmės skiriasi nuo tiesioginių stebėjimų (kurie priklauso nuo objektyvo fotografavimo), radaro ir įprastų lidarų. Tai taip pat skiriasi nuo Čerenkovo spinduliuotės - elektromagnetinė spinduliuotė, skleidžiama, kai įkrautos dalelės praeina per terpę didesniu greičiu nei šviesos srautas toje terpėje. Pavyzdys yra mėlynasis švytėjimas, kurį skleidžia povandeninis branduolinis reaktorius.
Derinamas su kitais požiūriais, tai galėtų leisti mokslininkams susidaryti išsamesnį vaizdą apie objektus mūsų Saulės sistemoje ir net tolimus kosmologinius kūnus.
Nemiroffo tyrimas buvo priimtas paskelbti Australijos astronomijos draugijos leidiniuose, o preliminarią versiją galima rasti internete „arXiv Astrophysics“
Papildoma literatūra:
„Michigan Tech“ pranešimas spaudai
Robertas Nemiroffas / „Mičigano technika“
