Is Radio Bronne en gammastraaluitbarstings Luminal gieken?

Hierdie artikel is gepubliseer in die International Journal van die moderne fisika D (IJMP–D) in 2007. Dit het gou die Top toeganklik artikel van die tydskrif deur Jan 2008.

Hoewel dit mag lyk soos 'n harde kern fisika artikel, dit is in werklikheid 'n aansoek van die filosofiese insig deurdringende hierdie blog en my boek.

Hierdie blog weergawe bevat die abstrakte, inleiding en gevolgtrekkings. Die volledige weergawe van die artikel is beskikbaar as 'n PDF-lêer.

Journal Verwysing: IJMP-D Vol. 16, Doen nie. 6 (2007) pp. 983–1000.

.

Abstrakte

Die versagting van die GRB nagloed dra merkwaardige ooreenkomste met die frekwensie evolusie in 'n supersoniese knal. Aan die voorkant van die sonic boom cone, die frekwensie is oneindig, baie soos 'n Gamma Ray Burst (GRB). Binne-in die keel, die frekwensie vinnig af te infrasoniese reekse en die klank bron verskyn op twee plekke op dieselfde tyd, naboots die dubbel-gelobde radio bronne. Hoewel 'n “luminale” oplewing in stryd met die Lorentz invariansie en is dus verbode, dit is aanloklik om uit te werk om die besonderhede en vergelyk hulle met bestaande data. Hierdie versoeking is verder versterk deur die waargenome superluminality in die hemelse voorwerpe wat verband hou met radio bronne en 'n paar GRBs. In hierdie artikel, Ons bereken die tydelike en ruimtelike variasie van waargenome frekwensies van 'n hipotetiese luminale boom en wys merkwaardige ooreenkoms tussen ons berekeninge en die huidige waarnemings.

Inleiding

'N sonic boom word geskep wanneer 'n voorwerp afgee klank gaan deur die medium vinniger as die spoed van klank in daardie medium. As die voorwerp deurkruis die medium, die klank wat dit uitstraal skep 'n koniese golffront, soos getoon in Figuur 1. Die klank frekwensie op hierdie golffront is oneindig as gevolg van die Doppler-verskuiwing. Die frekwensie agter die koniese golffront daal dramaties en gou bereik die infrasoniese reeks. Hierdie frekwensie evolusie is merkwaardig soortgelyke evolusie van 'n gammastraal bars nagloed (GRB).

Sonic Boom
Figuur 1:. Die frekwensie evolusie van klank golwe as 'n gevolg van die Doppler-effek in supersoniese beweging. Die supersoniese voorwerp S beweeg langs die pyl. Die klankgolwe "omgekeerde" as gevolg van die beweging, sodat die golwe uitgestraal by twee verskillende punte in die trajek saamsmelt en bereik die waarnemer (by O) op dieselfde tyd. Wanneer die golffront treffers die waarnemer, die frekwensie is oneindig. Daarna, die frekwensie vinnig af.

Gammastraaluitbarstings is baie kort, maar intense flitse van \gamma strale in die lug, duur van 'n paar millisekondes tot 'n paar minute, en is tans geglo voortspruit uit rampspoedige sterre in duie stort. Die kort flitse (die vinnige uitstoot) word gevolg deur 'n nagloed van progressief sagter energie. So, die aanvanklike \gamma strale word onmiddellik vervang deur X-strale, lig en selfs radio frekwensie golwe. Dit versagting van die spektrum is bekend vir 'n geruime tyd, en is die eerste keer beskryf deur 'n hipernova (vuurbal) model. In hierdie model, 'n relativistically brei vuurbal produseer die \gamma sending, en die spektrum versag as die vuurbal afkoel. Die model word bereken dat die energie wat vrygestel word in die \gamma streek 10^ {53}10^ {54} ergs in 'n paar sekondes. Hierdie energie uitset is soortgelyk aan oor 1000 keer die totale energie wat vrygestel is deur die son oor sy hele leeftyd.

Meer onlangs, 'n omgekeerde verval van die piek energie met wisselende tyd konstant is gebruik om empiries pas die waargeneem tyd evolusie van die piek energie gebruik van 'n collapsar model. Volgens hierdie model, GRBs geproduseer word wanneer die energie van hoogs relatiwistiese vloei in die sterre in duie stort is verkwis, met die gevolglike bestraling jets skuins behoorlik met betrekking tot ons lyn van sig. Die collapsar model beraam 'n laer energie-uitset omdat die vrystelling van energie is nie isotropies, maar gekonsentreer op die vliegtuie. Egter, die tempo van die collapsar gebeure het reggemaak word vir die fraksie van die soliede hoek waarbinne die bestraling jets kan voorkom as GRBs. GRBs is ongeveer waargeneem by die tempo van een keer 'n dag. So, die verwagte koers van die rampspoedige gebeure brandstof vir die GRBs is van die orde van 10^410^6 per dag. As gevolg van hierdie omgekeerde verhouding tussen die tempo en die geskatte energie-uitset, die totale energie wat vrygestel word per waargeneem GRB bly dieselfde.

As ons dink aan 'n GRB as 'n effek soortgelyk aan die sonic boom in supersoniese beweging, die veronderstelde rampspoedige energie vereiste raak oorbodig. Nog 'n kenmerk van ons persepsie van supersoniese voorwerp is dat ons luister na die klank bron by twee verskillende plek as dieselfde tyd, soos geïllustreer in figuur 2. Hierdie merkwaardige effek plaasvind omdat die klank golwe uitgestraal by twee verskillende punte in die baan van die supersoniese voorwerp die waarnemer bereik op dieselfde oomblik in tyd. Die eindresultaat van hierdie effek is die persepsie van 'n simmetriese afneem paar goeie bronne, wat, in die luminale wêreld, is 'n goeie beskrywing van simmetriese radio bronne (Double Radio bron gekoppel Galactic Nucleus of DRAGN).

superluminality
Figuur 2:. Die doel is om te vlieg uit te A deur en B teen 'n konstante spoed supersoniese. Stel jou voor dat die voorwerp straal klank tydens die reis. Die klank wat by die punt (wat naby die punt van die naaste benadering B) bereik die waarnemer by O voordat die klank wat vroeër by . Die oomblik toe die geluid op 'n vroeër punt bereik die waarnemer, die klank op 'n veel later punt A ook bereik O. So, die klank op A en bereik die waarnemer op dieselfde tyd, gee die indruk dat die doel is om hierdie twee punte op dieselfde tyd. Met ander woorde, die waarnemer hoor twee voorwerpe weg te beweeg van eerder as een werklike voorwerp.

Radio Bronne is tipies simmetriese en lyk wat verband hou met galaktiese kerne, tans oorweeg manifestasies van ruimte-tyd singulariteite of neutronsterre. Verskillende klasse van sulke voorwerpe wat verband hou met Active Galactic kerne (AGN) was gevind in die afgelope vyftig jaar. Figuur 3 toon die radio sterrestelsel Cygnus A, 'n Voorbeeld van so 'n radio-bron en een van die helderste radio voorwerpe. Baie van sy funksies is algemeen vir die meeste buite-radio bronne: die simmetriese dubbel lobbe, 'n aanduiding van 'n kern, 'n verskyning van jets voeding van die lobbe en die brandpunte. Sommige navorsers het berig meer gedetailleerde kinematiese eienskappe, soos die behoorlike beweging van die brandpunte in die lobbe.

Simmetriese radio bronne (galaktiese of buite-) en GRBs mag blyk te wees heeltemal verskillende verskynsels. Egter, hul kern toon 'n soortgelyke tyd evolusie in die piek energie, maar met aansienlik verskillende tydkonstante. Die spektra van GRBs vinnig ontwikkel uit \gamma streek met 'n optiese of selfs RF nagloed, soortgelyk aan die spektrale evolusie van die brandpunte van 'n radio bron as hulle beweeg van die kern van die lobbe. Ander ooreenkomste het begin in die afgelope jaar aandag te trek.

Hierdie artikel ondersoek die ooreenkomste tussen 'n denkbeeldige “luminale” boom en hierdie twee astrofisiese verskynsels, Hoewel so 'n luminale boom is verbode by die Lorentz invariansie. Behandeling GRB as 'n manifestasie van 'n hipotetiese luminale boom resultate in 'n model wat verenig hierdie twee verskynsels en maak gedetailleerde voorspellings van hul kinematika.

CygA
Figuur 3:.Die radio straler en lobbe in die hyperluminous radio sterrestelsel Cygnus A. Die brandpunte in die twee lobbe, die kern streek en die vliegtuie is duidelik sigbaar. (Gereproduseer van 'n beeld met vergunning van NRAO / AUI.)

Gevolgtrekkings

In hierdie artikel, Ons kyk na die tydruimtelike evolusie van 'n supersoniese voorwerp (beide in sy posisie en die klank frekwensie hoor ons). Ons het gewys dat dit nou lyk GRBs en DRAGNs as ons die berekeninge aan die lig te brei, Hoewel 'n luminale boom sou superluminal beweging noodsaak en is dus verbode.

Hierdie probleem ondanks, Ons het 'n verenigde model vir Gamma Ray bars en Jet soos radio bronne gebaseer op grootmaat superluminal beweging. Ons het gewys dat 'n enkele superluminal voorwerp vlieg oor ons veld van visie sal verskyn aan ons as die simmetriese skeiding van twee voorwerpe vanaf 'n vaste kern. Met behulp van hierdie feit as die model vir simmetriese jets en GRBs, ons kwantitatief verduidelik hul kinematiese eienskappe. In die besonder, Ons het gewys dat die hoek van die skeiding van die brandpunte was paraboliese in die tyd, en die rooi verskuiwings van die twee brandpunte was byna identies aan mekaar. Selfs die feit dat die spektrum van die brandpunte in die radio frekwensie gebied word verduidelik deur te aanvaar hyperluminal beweging en die gevolglike rooi verschuiving van die swart liggaam bestraling van 'n tipiese ster. Die tyd evolusie van die swart liggaam bestraling van 'n superluminal voorwerp is heeltemal in ooreenstemming met die versagting van die spektrum waargeneem in GRBs en radio bronne. Daarbenewens, ons model verduidelik waarom daar 'n beduidende blou skof by die kern streke van die radio bronne, Hoekom radio bronne blyk te wees wat verband hou met 'n optiese sterrestelsels en waarom GRBs verskyn na willekeur punte met geen vooraf aanduiding van hul dreigende voorkoms.

Hoewel dit nie die energetika kwessies aanspreek (die oorsprong van superluminality), ons model bied 'n interessante opsie op grond van hoe ons hipotetiese superluminal beweging sien. Ons het 'n stel van voorspellings en hulle in vergelyking met die bestaande data van DRAGNs en GRBs. Die eienskappe soos die blueness van die kern, simmetrie van die lobbe, die verbygaande \gamma en X-Ray bars, die gemete evolusie van die spektrum langs die straler al vind natuurlike en eenvoudige verduidelikings in hierdie model as perseptueel-effekte. Bemoedig deur hierdie aanvanklike sukses, Ons kan ons model aanvaar wat gebaseer is op luminale boom as 'n werkende model vir hierdie astrofisiese verskynsels.

Dit moet beklemtoon word dat perseptuele effekte kan voordoen as oënskynlike skending van tradisionele fisika. 'N Voorbeeld van so 'n effek is die oënskynlike superluminal beweging, wat verduidelik is en verwagte binne die konteks van die spesiale relatiwiteitsteorie selfs voordat dit werklik waargeneem. Hoewel die waarneming van superluminal beweging was die beginpunt agter die werk wat in hierdie artikel, Dit is geensins 'n aanduiding van die geldigheid van ons model. Die ooreenkoms tussen 'n sonic boom en 'n hipotetiese luminale oplewing in tydruimtelike en spektrale evolusie word hier aangebied as 'n eienaardige, al is dit waarskynlik ongesonde, grondslag vir ons model.

Mens kan, egter, argumenteer dat die spesiale relatiwiteitsteorie (SR) handel nie met superluminality en, dus, superluminal beweging en luminale valhekke is nie strydig met SR. Soos blyk uit die opening state van Einstein se oorspronklike papier, die primêre motivering vir SR is 'n Covariante formulering van Maxwell se vergelykings, wat 'n koördineer transformasie afgelei gedeeltelik gebaseer op ligte reistyd (LTT) effekte, en deels op die aanname dat die lig beweeg teen dieselfde spoed met betrekking tot alle traagheid rame. Ten spyte van hierdie afhanklikheid van LTT, die LTT effekte tans aanvaar om aansoek te doen op 'n ruimte-tyd dat SR gehoorsaam. SR is 'n herdefiniëring van ruimte en tyd (of, meer in die algemeen, werklikheid) ten einde sy twee basiese postulate te akkommodeer. Dit mag wees dat daar is 'n dieper struktuur ruimte-tyd, waarvan SR is net ons persepsie, gefiltreer deur die LTT effekte. Deur die behandeling van hulle as 'n optiese illusie op 'n ruimte-tyd dat SR gehoorsaam toegepas word, ons dubbele hulle tel kan wees. Ons kan die dubbeltelling te vermy deur Ontrafelen die kovariansie van Maxwell se vergelykings van die koördineer transformasies deel van SR. Die behandeling van die LTT effekte afsonderlik (sonder toegeskryf hul gevolge vir die basiese aard van ruimte en tyd), ons kan superluminality akkommodeer en 'n elegante verduidelikings van die astrofisiese verskynsels in hierdie artikel beskryf. Ons verenigde verduideliking vir GRBs en simmetriese radio bronne, dus, het implikasies so ver gegaan as ons basiese begrip van die aard van ruimte en tyd.


Foto deur NASA Goddard Foto en Video

Kommentaar

4 thoughts on “Are Radio Sources and Gamma Ray Bursts Luminal Booms?”

  1. Thulasides,

    I like it. I see a number of good reasons to hold on to this idea as potentially true.

    Often, but not always, the simple answer turns out to be correct, even when initially rejected as clashing with established orthodoxy. It is also wise to avoid spurious simplicity when it fails Popper’s test of falsifiability, such as the many worlds ‘theory’.

    What I like about this is that it is firmly based in the world of pre-established physics. This is in my view essential given the many fundamental problems of post 1900 fisika.

    Let us say for a minute that this explanation might be correct. We are talking then about a shock wave in an underlying background substance that has been comprehensively rejected. Putting that aside, which you are careful not to do, we might ask what would be some of the properties of a universe consistent with your model and hence with an aether.

    We would find, byvoorbeeld, that the slowing of clocks was Lorentzian but not relativistic in principle. This is indeed what we see in the clocks in planes experiment, with the eastbound clock ‘running fast’ compared to the other two, as if travelling more slowly in relation to some preferred background. The experiment even suggests a remarkably simple way of determining that preferred frame.

    We would find that the motion of the Earth was discernable from observations of any general background radiation, such as the CMBR. Weer, as observed.

    We would be able to view light as a wave, as Schrodinger did, and to use his work to explain ‘particle like’ effekte.

    We would need to re-read Maxwell, who assumed a background medium, and rethink the apparent contradictions in his work, in particular his conclusion that light is a transverse wave. In werklikheid, his assumption that electromagnetism involved vortices would fit with the medium you now invoke, and the manner of his calculations on light suggest that it is (transverse) ripples on these vortices that he misinterpreted as light. Such a medium as Schrodinger, Maxwell, Hafele and Keating, Wm & JJ Thomson, and now yourself invoke, would be expected to sustain longitudinal (pressure) waves, removing the need for the hypothesis of the photon, and fitting very nicely with your shock wave theory.

    Lots more. Are you sure you want to go down this road? Modern theory has fragmented and its basis is showing signs of unravelling, so perhaps you should!

    1. Hi Roger,

      Thanks for posting your comment. Jy is reg, there is more to this line of thinking than just GRBs and AGN jets. The sequel to this paper (http://www.thulasidas.com/2008-11/light-travel-time-effects-and-cosmological-features.htm) discusses some of the implications. But this sequel was too speculative to get published in any decent journal.

      Nou, I am too busy with my day job to worry about these things, but I do hope to get back to physics (and may be even philosophy) in a couple of years.

      – cheers,
      – Hands

Kommentaar is gesluit.