يسافر النفث العملاق للطاقة بسرعة سبعة أضعاف سرعة الضوء في الوهم البصري الكوني
اكتشف علماء الفلك انفجارًا هائلاً للطاقة من الفضاء يبدو أنه يفعل المستحيل: السفر سبع مرات أسرع من سرعة الضوء.
هذا ، بالطبع ، وهم بصري – ظاهرة نادرة ومحيرة للعقل تسمى الحركة الفائقة اللمعان ، والتي تحدث عندما تقترب الجسيمات جدًا من التحرك في سرعة الضوء. في هذه الحالة ، اكتشف العلماء نفاثة من الطاقة تنطلق من موقع الاصطدام النجمي بسرعة مذهلة تبلغ 99.97٪ من سرعة الضوء – حوالي 670 مليون ميل في الساعة (1.07 مليار كم / ساعة) ، وفقًا لدراسة نُشرت في 12 أكتوبر / تشرين الأول. مجلة طبيعة سجية (يفتح في علامة تبويب جديدة).
الطائرة المعنية هي نتيجة كارثة كونية أحدثت موجات في المجتمع العلمي لأول مرة في عام 2017. في ذلك العام ، اكتشف العلماء تصادمًا عنيفًا بين اثنين النجوم النيوترونية – نوى نجمية منهارة شديدة الكثافة تحشد كتلة من كتلة الشمس في كرة لا يزيد عرضها عن مدينة – تقع على بعد 140 مليون سنة ضوئية من الأرض. كان الاصطدام قوياً لدرجة أنه أحدث تموجات في نسيج الزمكان. تُعرف هذه الاضطرابات باسم موجات الجاذبية.
البرت اينشتاين تنبأ بوجود تموجات الزمكان هذه في عام 1916 ، واستغرق العلماء 100 عام للعثور على الدليل لإثبات ذلك ، بعد اصطدام بين ثقبين أسودين تم اكتشافه في عام 2016. موجات الجاذبية التي أطلقها النجوم النيوترونيون المتصادمون في عام 2017 – إشارة تسمى GW17081 – كانت أول إشارة تم اكتشافها من مصدر غير الثقوب السوداء ، مما يثبت أن أكثر من نوع واحد من الكوارث الكونية قادر على خلقها.
موجات الجاذبية غير مرئية للعين المجردة ، ولكن يمكن اكتشافها باستخدام أدوات مثل مرصد موجات الجاذبية الكبيرة (LIGO) في باسادينا ، كاليفورنيا. لذلك ، بعد أن اكتشف LIGO أول انفجار للموجات من النجوم المتصادمة في عام 2017 ، قام علماء الفلك حول العالم بتدريب تلسكوباتهم على الاندماج لمعرفة كل ما في وسعهم بشأنه. قبل مضي وقت طويل ، رأى علماء الفلك دليلاً مرئيًا على نفاثة عالية السرعة من الجسيمات ، مشتعلة من موقع الاصطدام وتضيء الكرات من المادة التي طردتها النجوم.
في ورقتهم الجديدة ، حلل علماء الفلك تلك الطائرة باستخدام تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا ومرصد جايا الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية والعديد من التلسكوبات الراديوية الإضافية على الأرض. من خلال هذه الملاحظات ، قام الفريق بحساب السرعة الفعلية للطائرة والسرعة المدركة للفيزياء.
ينشأ وهم ما وراء سرعة الضوء من الاختلاف في السرعة بين الجسيمات في الطائرة وجسيمات الضوء (أو الفوتونات) التي تنبعث منها. نظرًا لأن جسيمات الطائرة النفاثة تتحرك بسرعة تقارب سرعة الضوء الذي تنبعث منه ، يمكن أن تظهر كما لو أن الجسيمات في الجزء الأول من الطائرة تصل إلى الأرض في نفس الوقت تقريبًا مثل الفوتونات في المراحل المتأخرة من الطائرة – مما يجعلها تبدو كما لو كانت على الرغم من أن الطائرة تتحرك فعليًا أسرع من سرعة الضوء.
لاحظ علماء الفلك أن هذا الوهم يلعب دورًا في العديد من الأجسام الكونية الأخرى من قبل ، بما في ذلك في طائرة نفاثة قريبة من سرعة الضوء انطلاقًا من مجرة Messier 87 في كوكبة العذراء. حتى الآن ، يمكن تفسير جميع حالات الحركة فائقة اللمعان بالرياضيات بطريقة لا تحطم قوانين الفيزياء المعروفة.
