Sont des sources radio et Gamma Ray Bursts Luminal Booms?

Cet article a été publié dans l'International Journal of Modern Physics D (IJMP–Ré) dans 2007. Il est vite devenu l' Top Consulté article de la revue par Jan 2008.

Bien qu'il puisse sembler comme un article de la physique de noyau dur, il s'agit en fait d'une application de la perspicacité philosophique imprègne ce blog et mon livre.

Cette version de blog contient le résumé, introduction et conclusions. La version complète de l'article est disponible sous forme de fichier PDF.

Journal de référence: IJMP-D complet. 16, Needs a context. 6 (2007) pp. 983–1000.

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Résumé

L'assouplissement de la rémanence GRB similitudes remarquables à l'évolution de la fréquence dans un bang sonique. A l'extrémité avant de la bôme cône sonore, la fréquence est infinie, un peu comme une rafale Gamma Ray (GRB). L'intérieur du cône, la fréquence diminue rapidement à des plages infrasonores et la source de son apparaît à deux endroits en même temps, imitant les sources radio doubles lobes. Bien que “luminale” essor viole l'invariance de Lorentz et est donc interdit, il est tentant de travailler sur les détails et les comparer avec les données existantes. Cette tentation est encore renforcée par la superluminality observée dans les objets célestes associés à des sources de radio et de certains sursauts gamma. Dans cet article,, nous calculons la variation temporelle et spatiale des fréquences observées à partir d'une rampe d'luminale hypothétique et montrons remarquable similitude entre nos calculs et observations actuels.

Introduction

Un bang sonique est créé quand un objet émettant des sons traverse le milieu plus vite que la vitesse du son dans ce milieu. Comme l'objet traverse le milieu, il émet le son crée un front d'onde conique, comme le montre la Figure 1. La fréquence du son à ce front d'onde est infini en raison de l'effet Doppler. La fréquence derrière le front d'onde conique diminue considérablement et atteint la plage des infrasons bientôt. Cette évolution de la fréquence est remarquablement similaire à la rémanence évolution d'une salve de rayons gamma (GRB).

Sonic Boom
Figure 1:. L'évolution de la fréquence des ondes sonores par suite de l'effet Doppler en mouvement supersonique. Le supersonique objet S se déplace le long de la flèche. Les ondes sonores sont "inversés" en raison du mouvement, de sorte que les ondes émises en deux points différents dans la fusion de la trajectoire et peut atteindre l'observateur (à O) à la fois. Lorsque le front d'onde atteint l'observateur, la fréquence est infini. Après cela, la fréquence diminue rapidement.

Sursauts gamma sont très brèves, mais intenses bouffées de \gamma rayons dans le ciel, une durée de quelques millisecondes à plusieurs minutes, et sont actuellement cru émaner de effondrements cataclysmiques stellaires. Les clignotements courts (les émissions rapides) sont suivis d'un rémanence des énergies progressivement plus doux. Ainsi, la première \gamma rayons sont rapidement remplacées par des rayons X, la lumière et des ondes de même fréquence radio. Ce ramollissement du spectre est connu depuis un certain temps, et a été décrite pour la première en utilisant une hypernova (boule de feu) modèle. Dans ce modèle,, une boule de feu en expansion relativiste produit le \gamma émission, et le spectre adoucit comme la boule de feu se refroidit. Le modèle calcule l'énergie libérée dans le \gamma région 10^ {53}10^ {54} ergs en quelques secondes. Cette production d'énergie est semblable à environ 1000 fois de l'énergie totale libérée par le soleil sur toute sa durée de vie.

Plus récemment, une décroissance inverse de l'énergie de pointe en faisant varier la constante de temps a été utilisé de façon empirique en fonction de l'évolution temporelle de l'énergie observée de crête en utilisant un modèle de collapsar. Selon ce modèle,, Les sursauts gamma sont produits lorsque l'énergie de flux hautement relativistes dans effondrements stellaires se dissipent, avec les jets de rayonnement résultant inclinés correctement par rapport à notre ligne de mire. Le modèle de collapsar estime une production d'énergie plus faible parce que la libération de l'énergie n'est pas isotrope, mais on concentre le long des jets. Cependant, le taux d'événements collapsar doit être corrigé pour la fraction de l'angle solide dans lequel les jets de rayonnement peuvent apparaître comme GRB. Les sursauts gamma sont observés à peu près au rythme d'une fois par jour. Ainsi, le taux prévu des événements cataclysmiques alimentant les sursauts gamma est de l'ordre de 10^410^6 par jour. En raison de cette relation inverse entre le taux et le rendement énergétique d'environ, l'énergie totale libérée par observé GRB reste le même.

Si nous pensons à un GRB comme un effet semblable à la détonation en mouvement supersonique, l'exigence d'énergie cataclysmique supposé devient superflu. Une autre caractéristique de notre perception de l'objet supersonique, c'est que nous entendons de la source sonore à deux endroit différent que le même temps, comme illustré sur la Figure 2. Ce curieux effet a lieu parce que les ondes sonores émises en deux points différents dans la trajectoire de l'objet supersonique atteignent l'observateur au même instant dans le temps. Le résultat de cet effet final est la perception d'une paire symétrique de recul de sources sonores, qui, dans le monde luminale, C'est une bonne description des sources de radio symétriques (Source de radio Double Associé à Galactic Nucleus ou DRAGN).

superluminality
Figure 2:. L'objet est en vol de à A par et B à une vitesse supersonique constante. Imaginez que l'objet émet des sons lors de son Voyage. Le son émis au point (qui est proche du point d'approche le plus proche B) atteint l'observateur à O avant que le son émis plus tôt à . L'instant où le son à un point antérieur atteint l'observateur, le son émis à un point beaucoup plus tard A atteint également O. Si, le son émis à A et l'observateur atteint en même temps,, donnant l'impression que l'objet est en ces deux points en même temps. En d'autres termes, l'observateur entend deux objets s'éloignant de plutôt que d'un objet réel.

Sources radio sont généralement symétrique et semble associée à des noyaux galactiques, actuellement considérés comme des manifestations de singularités de l'espace-temps ou étoiles à neutrons. Les différentes classes de ces objets associés à Noyaux Actifs de Galaxies (AGN) ont été trouvés dans les cinquante dernières années. Figure 3 montre la galaxie radio Cygnus A, un exemple d'une telle source de radio et l'un des objets les plus brillants de radio. Beaucoup de ses caractéristiques sont communes à la plupart des sources radio extragalactiques: les lobes symétriques doubles, une indication d'un noyau, une apparence de jets alimentant les lobes et les points chauds. Certains chercheurs ont signalé caractéristiques cinématiques plus détaillées, tels que le bon mouvement des hotspots dans les lobes.

Sources de radio symétriques (galactique ou extragalactique) et les sursauts gamma peuvent apparaître comme des phénomènes complètement distincts. Cependant, les noyaux présentent une évolution similaire dans le temps de l'énergie de crête, mais avec très différentes constantes de temps. Les spectres de sursauts gamma évoluent rapidement de \gamma une région de rémanence optique ou encore RF, similaire à l'évolution spectrale des points d'accès d'une source de radio qui se déplacent du centre vers les lobes. Autres similitudes ont commencé à attirer l'attention dans les dernières années.

Cet article explore les similitudes entre une hypothétique “luminale” flèche et ces deux phénomènes astrophysiques, même si un tel boom luminale est interdit par l'invariance de Lorentz. Traiter GRB comme une manifestation d'un hypothétique résultat du boom luminal dans un modèle qui unifie ces deux phénomènes et fait des prédictions détaillées de leur cinématique.

CygA
Figure 3:.Le jet de la radio et des lobes de la galaxie radio hyperluminous Cygnus A. Les points chauds dans les deux lobes, la région de noyau et les jets sont clairement visibles. (Reproduit avec l'aimable autorisation d'une image de NRAO / AUI.)

Conclusions

Dans cet article,, nous avons examiné l'évolution spatio-temporelle d'un objet supersonique (à la fois dans sa position et la fréquence de son que nous entendons). Nous avons montré qu'il ressemble étroitement les sursauts gamma et DRAGNs si nous devions étendre les calculs à la lumière, même si un boom luminale nécessiterait mouvement supraluminique et est donc interdit.

Malgré cette difficulté, nous avons présenté un modèle unifié pour sursauts de rayons gamma et de jet comme sources de radio basé sur le mouvement supraluminique vrac. Nous avons montré que d'un seul objet supraluminique voler à travers notre champ de vision nous semble que la séparation symétrique de deux objets à partir d'un noyau fixe. L'utilisation de ce fait que le modèle pour les jets et les sursauts gamma symétriques, nous l'avons expliqué leurs caractéristiques cinématiques quantitativement. En particulier, nous avons montré que l'angle de séparation des hotspots était parabolique dans le temps, et les décalages spectraux des deux points chauds étaient presque identiques les uns aux autres. Même le fait que les spectres des points chauds sont dans la région de fréquence radio est expliquée en supposant mouvement hyperluminal et le redshift conséquente de la radiation du corps noir d'une étoile typique. L'évolution temporelle de la radiation du corps noir d'un objet supraluminique est totalement compatible avec le ramollissement des spectres observés dans les sursauts gamma et les sources de radio. En outre, notre modèle explique pourquoi il est important décalage vers le bleu dans les régions centrales de sources radio, pourquoi les sources de radio semblent être associés à des galaxies optiques et pourquoi les sursauts gamma apparaissent à des points aléatoires sans indication avant leur comparution imminente.

Bien qu'il ne traite pas des questions de l'énergétique (l'origine de superluminality), notre modèle présente une option intéressante basée sur la façon dont nous pourrions percevoir le mouvement supraluminique hypothétique. Nous avons présenté un ensemble de prévisions et comparé les données existantes de DRAGNs et les sursauts gamma. Les fonctionnalités telles que le bleu de l'âme, symétrie de lobes, le transitoire \gamma et des éclats X-Ray, l'évolution mesurée des spectres le long du jet tout trouver des explications simples et naturelles dans ce modèle que les effets perceptifs. Encouragé par ce premier succès, nous pouvons accepter notre modèle basé sur la flèche luminale comme un modèle de travail pour ces phénomènes astrophysiques.

Il convient de souligner que les effets perceptifs peuvent mascarade comme des violations apparentes de la physique classique. Un exemple d'un tel effet est le mouvement supraluminique apparent, qui a été expliqué et prévu dans le cadre de la théorie de la relativité restreinte avant même qu'elle ne soit effectivement observé. Bien que l'observation du mouvement supraluminique était le point de départ derrière le travail présenté dans cet article, il n'est en aucune façon une indication de la validité de notre modèle. La similitude entre un bang sonique et un boom luminale hypothétique dans l'évolution spatio-temporelle et spectrale est présenté ici comme un curieux, quoique probablement malsaine, fondement de notre modèle.

Une canette, cependant, soutenir que la théorie de la relativité (SR) ne traite pas de superluminality et, donc, mouvement et luminal booms superluminiques sont pas incompatibles avec SR. Comme en témoignent les déclarations de l'article original d'Einstein d'ouverture, la principale motivation pour la RS est une formulation covariante des équations de Maxwell, qui exige une transformation de coordonnées dérivées basées en partie sur le temps de Voyage lumière (LTT) effets, et en partie sur le principe que la lumière se déplace à la même vitesse par rapport à toutes les trames d'inertie. Malgré cette dépendance sur LTT, les effets LTT sont actuellement supposés s'appliquer sur un espace-temps qui obéit SR. SR est une redéfinition de l'espace et le temps (ou, plus généralement,, réalité) afin d'accueillir ses deux postulats de base. Il se peut qu'il y ait une structure plus profonde de l'espace-temps, dont SR est seulement notre perception, filtrée à travers les effets LTT. En les traitant comme une illusion d'optique à être appliqué sur un espace-temps qui obéit SR, nous pouvons être le double de les compter. Nous pouvons éviter le double comptage par démêler la covariance des équations de Maxwell de la transformations de coordonnées partie de SR. Traiter les effets LTT séparément (sans attribuer leurs conséquences pour la nature fondamentale de l'espace et le temps), nous pouvons accueillir superluminality et obtenir des explications élégantes des phénomènes astrophysiques décrites dans cet article. Notre explication unifiée pour les sursauts gamma et les sources de radio symétriques, donc, a des implications dans la mesure atteignant notre compréhension fondamentale de la nature de l'espace et le temps.


Photo par NASA Goddard Photo et Vidéo

Commentaires

4 réflexions sur "sont des sources radio et Gamma Ray Bursts Luminal Booms?”

  1. Thulasides,

    J'aime ça. Je vois un certain nombre de bonnes raisons de tenir à cette idée comme potentiellement vrai.

    Souvent, mais pas toujours, la réponse simple se révèle être correcte, même si, initialement rejeté comme des affrontements avec l'orthodoxie établie. Il est également sage d'éviter la simplicité fausse quand elle échoue le test de Popper de falsifiabilité, tels que la théorie de «les nombreux mondes.

    Ce qui me plaît à ce sujet est qu'il est fermement basée dans le monde de la physique pré-établi. Ceci est à mon avis essentiel étant donné les nombreux problèmes fondamentaux de la poste 1900 physique.

    Disons une minute que cette explication pourrait être correcte. Nous parlons alors d'une onde de choc dans une substance de fond sous-jacente qui a été complètement rejetée. Cela mis à part, que vous êtes prudent de ne pas faire, on peut se demander ce qui serait une partie des propriétés d'un univers compatible avec votre modèle et donc avec un aether.

    Nous trouverions, par exemple, que le ralentissement des horloges était Lorentzienne mais pas relativiste, en principe,. Ceci est en effet ce que nous voyons dans les horloges dans l'expérience des avions, avec l'horloge en direction est "en cours d'exécution rapide’ par rapport aux deux autres,, comme si vous voyagez plus lentement par rapport à une certaine expérience préférée. L'expérience suggère même d'une manière remarquablement simple de déterminer ce cadre préféré.

    Nous constatons que le mouvement de la Terre était perceptible à partir d'observations de tout rayonnement de fond générale, tels que le CMBR. Encore, comme on l'observe.

    Nous serions en mesure de voir la lumière comme une onde, comme Schrodinger a fait, et d'utiliser son travail pour expliquer «particule comme’ effets.

    Nous aurions besoin de relire Maxwell, qui a pris un milieu de fond, et repenser les contradictions apparentes dans son travail, notamment sa conclusion que la lumière est une onde transversale. En fait, son hypothèse que l'électromagnétisme impliqué tourbillons cadrerait avec le milieu que vous appelez maintenant, et la manière de ses calculs sur la lumière suggèrent qu'il est (transversal) ondulations sur ces tourbillons qu'il a mal interprété comme la lumière. Un tel milieu de Schrodinger, Maxwell, Hafele et Keating, Wm & JJ Thomson, et maintenant vous invoquez, on pouvait s'y attendre pour soutenir longitudinale (pressure) vagues, supprimant la nécessité de l'hypothèse du photon, et montage très bien avec votre théorie de l'onde de choc.

    Beaucoup plus. Êtes-vous sûr de vouloir aller dans cette voie? La théorie moderne a fragmenté et sa base montre des signes de détricotage, alors peut-être vous devriez!

    1. salut Roger,

      Merci de poster votre commentaire. Vous avez raison, il y a plus à cette ligne de pensée que des GRB et jets AGN. La suite de cet article (http://www.thulasidas.com/2008-11/light-travel-time-effects-and-cosmological-features.htm) examine certaines des implications. Mais cette suite était trop hypothétique pour être publié dans une revue décente.

      Maintenant, Je suis trop occupé avec mon travail de jour à vous soucier de ces choses, mais je ne l'espère revenir à la physique (et peut-être même la philosophie) dans quelques années.

      – à votre santé,
      – Mains

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