El tiempo, hasta donde sabemos, se mueve solo en una dirección. Pero el año pasado, los investigadores encontraron eventos en algunos pulsos de explosión de rayos gamma que parecían repetirse como si estuvieran retrocediendo en el tiempo.

Ahora, una nueva investigación sugiere una respuesta potencial para lo que podría estar causando este efecto de reversibilidad temporal. Si las ondas dentro de los chorros relativistas que producen explosiones de rayos gamma viajan más rápido que la luz, a velocidades «superluminales», uno de los efectos podría ser la reversibilidad del tiempo.

Tales olas de exceso de velocidad podrían ser posibles. Sabemos que cuando la luz viaja a través de un medio (como gas o plasma), su velocidad de fase es ligeramente más lenta que «c» (c=la velocidad de la luz en el vacío) y, hasta donde sabemos, el límite de velocidad final del Universo.

Por lo tanto, una onda podría viajar a través de un chorro de explosión de rayos gamma a velocidades superluminales sin romper la relatividad. Pero para entender esto, necesitamos retroceder un poco para ver la fuente de esos chorros.

Explosiones de rayos gamma

Las explosiones de rayos gamma son las explosiones más enérgicas del Universo. Pueden durar desde unos pocos milisegundos hasta varias horas, son extraordinariamente brillantes y todavía no tenemos una lista completa de las causas.

Sabemos por las observaciones de 2017 de estrellas de neutrones en colisión que estos aplastamientos pueden crear explosiones de rayos gamma. Los astrónomos también piensan que tales explosiones se producen cuando una estrella masiva que gira rápidamente se derrumba en un agujero negro, expulsando violentamente material al espacio circundante en una hipernova colosal.

El microquásar SS 433, es un objeto espacial muy extraño que se encuentra a unos 15.000 años luz de la Tierra.

Ese agujero negro está rodeado por una nube de material de acreción alrededor de su ecuador. Si está girando lo suficientemente rápido, el retroceso del material inicialmente explotado dará como resultado chorros relativistas disparados desde las regiones polares, que explotan a través de la envoltura exterior de la estrella progenitora antes de producir estallidos de rayos gamma.}

Más rápido que la luz

Ahora, volvamos a esas ondas que viajan más rápido que la luz.

Sabemos que, al viajar a través de un medio, las partículas pueden moverse más rápido que la luz. Este fenómeno es responsable de la famosa radiación de Cherenkov, a menudo vista como un resplandor azul distintivo. Ese brillo, un «boom luminal», se produce cuando las partículas cargadas, como los electrones, se mueven más rápido a través del agua que la velocidad de fase de la luz.

Los astrofísicos Jon Hakkila del College of Charleston y Robert Nemiroff de la Michigan Technological University creen que este mismo efecto se puede observar en los chorros de explosión de rayos gamma, y ​​han realizado modelos matemáticos para demostrar cómo.

Representación de una explosión de rayos gamma

Los investigadores escribieron en su artículo:

En este modelo, una onda impactadora en un chorro expansivo de rayos gamma se acelera de velocidades subluminales a superluminales, o desacelera de velocidades superluminales a subluminales. La onda impactadora interactúa con el medio circundante para producir Cherenkov y / u otra radiación de colisión cuando viaja más rápido que la velocidad de la luz en este medio, y otros mecanismos (como Compton termolizado o radiación de choque sincrotrón) cuando viaja más lento que la velocidad de ligero. Estas transiciones crean un conjunto de características de curva de luz [ráfaga de rayos gamma] adelantadas y revertidas en el tiempo mediante el proceso de duplicación de imágenes relativistas”.

Se necesita más trabajo, por supuesto. Los investigadores asumieron que el impactador responsable de crear una explosión de rayos gamma sería una onda a gran escala producida por cambios en, por ejemplo, la densidad o el campo magnético. Eso necesitará más análisis. Y si los plasmas involucrados no son transparentes a la radiación superluminal, todas las apuestas están canceladas.

Sin embargo, dijeron los investigadores, su modelo proporciona mejores explicaciones para las características de las curvas de luz de explosión de rayos gamma que los modelos que no incluyen la reversibilidad del tiempo.

Hakkila dijo en un comunicado:

Los modelos estándar de explosión de rayos gamma han descuidado las propiedades de la curva de luz reversible en el tiempo. El movimiento del chorro superluminal tiene en cuenta estas propiedades y conserva una gran cantidad de características estándar del model”.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en The Astrophysical Journal.

Fuente: Science Alert / College of Charleston