Sono Radio Fonti e Gamma Ray Bursts Luminal Bracci?

Questo articolo è stato pubblicato in International Journal of Modern Physics D (IJMP–D) in 2007. Divenne ben presto la Top Accessi Articolo della rivista da parte Jan 2008.

Anche se potrebbe sembrare un articolo nocciolo duro della fisica, è infatti un'applicazione della visione filosofica che permea questo blog e il mio libro.

Questa versione blog contiene l'astratto, introduzione e conclusioni. La versione completa dell'articolo è disponibile in formato PDF.

Ufficiale di riferimento: IJMP-D completa. 16, Non. 6 (2007) pp. 983–1000.

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Astratto

L'ammorbidimento della afterglow GRB porta notevoli somiglianze con l'evoluzione della frequenza in un boom sonico. All'estremità anteriore del cono boom sonico, la frequenza è infinito, molto simile a un Gamma Ray Burst (GRB). All'interno del cono, la frequenza diminuisce rapidamente a intervalli infrasuoni e la sorgente sonora appare in due posti contemporaneamente, imitando le sorgenti doppio lobi radiofonici. Sebbene un “luminale” asta viola l'invarianza di Lorentz ed è pertanto vietato, si è tentati di definire i dettagli e confrontarli con i dati esistenti. Questa tentazione è ulteriormente esaltata dalla superluminality osservata negli oggetti celesti associati a sorgenti radio e alcuni GRB. In questo articolo, calcoliamo la variazione temporale e spaziale delle frequenze osservate da un boom del lume ipotetico e mostrare notevole somiglianza tra i nostri calcoli e le osservazioni attuali.

Introduzione

Un boom sonico si crea quando un oggetto che emette suono passa attraverso il mezzo più veloce della velocità del suono in quel mezzo. Come l'oggetto attraversa il mezzo, il suono che emette crea un fronte d'onda conico, come mostrato nella Figura 1. La frequenza del suono a questo fronte d'onda è infinita a causa dello spostamento Doppler. La frequenza dietro il fronte d'onda conico scende drasticamente e presto raggiunge la gamma infrasuoni. Questa evoluzione frequenza è notevolmente simile a afterglow evoluzione di una raffica di raggi gamma (GRB).

Sonic Boom
Figura 1:. L'evoluzione frequenza delle onde sonore a causa dell'effetto Doppler in moto supersonico. L'oggetto S supersonico si muove lungo la freccia. Le onde sonore sono "invertiti", dovuto al moto, in modo che le onde emesse in due punti differenti nell'unione traiettoria e raggiungono l'osservatore (a O) contemporaneamente. Quando il fronte d'onda colpisce l'osservatore, la frequenza è l'infinito. Dopo di che, la frequenza diminuisce rapidamente.

Gamma Ray Bursts sono molto brevi, ma intensi lampi di \gamma raggi nel cielo, dura da pochi millisecondi a diversi minuti, e sono attualmente creduto di emanare da collassi stellari catastrofici. I lampeggi brevi (le emissioni di prompt) sono seguiti da un bagliore di energie progressivamente più morbide. Così, iniziale \gamma I raggi vengono prontamente sostituiti da raggi X, luce e anche le onde a radiofrequenza. Questo ammorbidimento dello spettro è noto da parecchio tempo, ed è stata descritta per la prima utilizzando un'ipernova (bolide) modello. In questo modello, una palla di fuoco relativistica espansione produce la \gamma emissione, e lo spettro ammorbidisce la palla di fuoco si raffredda. Il modello calcola l'energia rilasciata nella \gamma regione 10^ {53}10^ {54} erg in pochi secondi. Questa uscita di energia è simile a circa 1000 volte l'energia totale rilasciata dal sole per tutta la sua vita.

Più di recente, un decadimento inverso della energia di picco con vari costante di tempo è stato usato per adattarsi empiricamente l'evoluzione temporale osservata della energia di picco utilizzando un modello collapsar. Secondo questo modello, GRB sono prodotte quando l'energia dei flussi altamente relativistici in crolli stellari sono dissipata, con conseguenti getti di radiazione angolati correttamente rispetto alla nostra linea di vista. Il modello collapsar stima una produzione di energia più basso perché il rilascio di energia non è isotropo, ma concentrate lungo i getti. Tuttavia, il tasso degli eventi collapsar deve essere corretto per la frazione di angolo solido entro il quale i getti di radiazione possono apparire come GRB. GRB sono osservati o meno al ritmo di una volta al giorno. Così, il tasso atteso di eventi catastrofici che alimentano i GRB è dell'ordine di 10^410^6 al giorno. A causa di questa relazione inversa tra il tasso e la produzione di energia stimata, l'energia totale rilasciata per osservata GRB rimane la stessa.

Se pensiamo di un GRB come un effetto simile al boom sonico in moto supersonico, il fabbisogno energetico cataclisma assunto diventa superflua. Un'altra caratteristica della nostra percezione dell'oggetto supersonico è che sentiamo la sorgente sonora in due posizione diversa come lo stesso tempo, come illustrato nella figura 2. Questo effetto curioso avviene perché le onde sonore emesse in due punti differenti nella traiettoria dell'oggetto supersonico raggiungono l'osservatore nello stesso istante nel tempo. Il risultato finale di questo effetto è la percezione di una coppia simmetricamente sfuggente delle sorgenti sonore, che, nel mondo luminale, è una buona descrizione di sorgenti radio simmetrici (Doppia fonte Radio Associata con nucleo galattico o DRAGN).

superluminality
Figura 2:. L'oggetto sta volando da a A attraverso e B a velocità supersonica costante. Immaginate che l'oggetto emette suono durante il suo viaggio. Il suono emesso al punto (che è vicino il punto di massimo avvicinamento B) raggiunge l'osservatore a O prima che il suono emesso in precedenza a . L'istante in cui il suono in un punto precedente raggiunge l'osservatore, il suono emesso in un punto molto più tardi A raggiunge anche O. Così, il suono emesso a A e raggiunge l'osservatore allo stesso tempo, dando l'impressione che l'oggetto è in questi due punti contemporaneamente. In altre parole, l'osservatore sente due oggetti in movimento da piuttosto che un oggetto reale.

Radio Sources sono tipicamente simmetrico e sembrano associati con nuclei galattici, attualmente considerati manifestazioni di singolarità spazio-temporali o stelle di neutroni. Diverse classi di tali oggetti associati con Active Galactic Nuclei (AGN) sono stati trovati negli ultimi 50 anni. Figura 3 mostra la galassia della radio Cygnus A, un esempio di una tale sorgente radio e uno degli oggetti più luminosi radiofoniche. Molte delle sue caratteristiche sono comuni alla maggior parte delle sorgenti radio extragalattiche: i doppi lobi simmetrici, un'indicazione di un nucleo, un aspetto di getti che alimentano i lobi e gli hotspot. Alcuni ricercatori hanno segnalato caratteristiche più dettagliate cinematiche, quali il corretto movimento dei punti caldi nei lobi.

Sorgenti radio simmetriche (galattica o extragalattica) e GRB possono apparire fenomeni completamente distinti. Tuttavia, loro nuclei mostrano una evoluzione temporale simile a l'energia di picco, ma con molto diverse costanti di tempo. Gli spettri di GRB rapidamente evolvere da \gamma regione a un afterglow ottico o addirittura RF, simile all'evoluzione spettrale dei punti caldi di una sorgente radio mentre si spostano dal nucleo ai lobi. Altre somiglianze hanno cominciato ad attirare l'attenzione negli ultimi anni,.

Questo articolo esplora le somiglianze tra un ipotetico “luminale” braccio e questi due fenomeni astrofisici, anche se un tale boom del lume è vietato dalla invarianza di Lorentz. Trattare GRB come una manifestazione di un ipotetico risultato del boom luminali in un modello che unisce questi due fenomeni e fa previsioni dettagliate delle loro cinematica.

CygA
Figura 3:.Il getto radio e lobi nella radio galassia hyperluminous Cygnus A. I punti caldi nei due lobi, la regione di nucleo ei getti sono chiaramente visibili. (Riprodotto da una cortesia un'immagine della NRAO / AUI.)

Conclusioni

In questo articolo, abbiamo guardato l'evoluzione spazio-temporale di un oggetto supersonico (sia nella sua posizione e la frequenza del suono che sentiamo). Abbiamo dimostrato che ricorda da vicino GRB e DRAGNs se dovessimo estendere i calcoli alla luce, anche se un boom luminale richiederebbe moto superluminale ed è quindi vietato.

Questa difficoltà, nonostante, abbiamo presentato un modello unificato per Gamma Ray Bursts e jet come sorgenti radio basato su moto superluminale rinfusa. Abbiamo dimostrato che un singolo oggetto superluminale volo attraverso il nostro campo visivo appare a noi come la separazione simmetrica di due oggetti da un nucleo fisso. Usando questo fatto come il modello per getti simmetrici e GRB, abbiamo spiegato loro caratteristiche cinematiche quantitativamente. In particolare, abbiamo mostrato che l'angolo di separazione dei punti caldi era parabolico nel tempo, e redshift dei due punti caldi erano quasi uguali tra loro. Anche il fatto che gli spettri dei punti caldi sono nella regione di frequenza radio è spiegata assumendo movimento hyperluminal e il conseguente spostamento verso il rosso della radiazione di corpo nero di una tipica stella. L'evoluzione temporale della radiazione di corpo nero di un oggetto superluminale è completamente compatibile con l'ammorbidimento degli spettri osservato in GRB e sorgenti radio. In aggiunta, il nostro modello spiega perché non vi è significativo spostamento verso il blu alle regioni centrali di sorgenti radio, perché sorgenti radio sembrano essere associati a galassie ottici e perché GRB appaiono in punti casuali senza indicazione anticipata del loro aspetto imminente.

Anche se non affronta le questioni di Energetica (l'origine di superluminality), il nostro modello presenta un'opzione interessante in base a come vorremmo percepire moto superluminale ipotetico. Abbiamo presentato una serie di previsioni e rispetto loro di dati esistenti provenienti da DRAGNs e GRB. Le caratteristiche come l'azzurro del nucleo, simmetria dei lobi, il transitorio \gamma e scoppia X-Ray, l'evoluzione di misura degli spettri lungo il getto di tutto trovare spiegazioni semplici e naturali di questo modello come effetti percettivi. Incoraggiato da questo successo iniziale, possiamo accettare il nostro modello basato sul braccio del lume come un modello di lavoro per questi fenomeni astrofisici.

Deve essere sottolineato che gli effetti percettivi possono mascherarsi come apparenti violazioni della fisica tradizionale. Un esempio di tale effetto è il moto superluminale apparente, che è stato spiegato e previsto nel contesto della teoria della relatività ristretta, anche prima che fosse effettivamente osservato. Anche se l'osservazione del moto superluminale è stato il punto di partenza dietro il lavoro presentato in questo articolo, è affatto un'indicazione della validità del nostro modello. La somiglianza tra un boom sonico e un boom del lume ipotetico in evoluzione spazio-temporale e spettrale è presentato qui come un curioso, anche se probabilmente alienato, basi per il nostro modello.

Una lattina, tuttavia, sostenere che la teoria speciale della relatività (SR) non affronta superluminality e, pertanto, bracci di movimento e luminali superluminali non siano incompatibili con SR. Come evidenziato dalle dichiarazioni di carta originale di Einstein di apertura, la motivazione primaria per SR è una formulazione covariante delle equazioni di Maxwell, che richiede una trasformazione di coordinate derivata basata in parte sul tempo di viaggio della luce (LTT) Effetti, e in parte dal presupposto che la luce viaggia alla stessa velocità rispetto a tutti i sistemi inerziali. Nonostante questa dipendenza da LTT, gli effetti LTT sono attualmente assunti da applicare in uno spazio-tempo che obbedisce SR. SR è una ridefinizione dello spazio e del tempo (o, più in generale, realtà) al fine di accogliere i suoi due postulati fondamentali. Può essere che ci sia una struttura più profonda di spazio-tempo, di cui SR è solo la nostra percezione, filtrato attraverso gli effetti LTT. Con trattandoli come un'illusione ottica da applicare in uno spazio-tempo che obbedisce SR, possiamo essere doppio contarli. Possiamo evitare il doppio conteggio da districare la covarianza delle equazioni di Maxwell dalla parte di coordinate trasformazioni di SR. Trattare gli effetti LTT separatamente (senza attribuire loro conseguenze per la natura fondamentale dello spazio e del tempo), possiamo ospitare superluminality ed ottenere eleganti spiegazioni dei fenomeni astrofisici descritti in questo articolo. La nostra spiegazione unificata per GRB e sorgenti radio simmetriche, pertanto, ha implicazioni di vasta portata come la nostra conoscenza di base della natura dello spazio e del tempo.


Foto di NASA Goddard foto e video

Commenti

4 pensieri su "Sono Radio Fonti e Gamma Ray Bursts Luminal Bracci?”

  1. Thulasides,

    Mi piace. Vedo una serie di buoni motivi per tenere su di questa idea come potenzialmente vero.

    Spesso, ma non sempre, la risposta semplice si rivela corretta, anche quando inizialmente respinto come scontrandosi con l'ortodossia stabilita. E 'inoltre consigliato di evitare semplicità spurie quando fallisce il test di Popper di falsificabilità, come la 'teoria' dei molti mondi.

    Quello che mi piace di questo è che si basa saldamente nel mondo di prestabilito fisica. Questo è a mio avviso fondamentale, dati i molti problemi fondamentali della posta 1900 fisica.

    Diciamo per un minuto che questa spiegazione potrebbe essere corretto. Si tratta quindi di una onda d'urto in uno sfondo sottostante sostanza che è stata ampiamente respinta. Mettendo a parte, che si è attenti a non fare, potremmo chiederci quale sarebbe alcune delle proprietà di un universo coerente con il modello e quindi con un dell'etere.

    Ci troveremmo, per esempio, che il rallentamento del clock era Lorentzian ma non relativistica in linea di principio. Questo è davvero ciò che vediamo negli orologi nell'esame aerei, con l'orologio verso est 'esecuzione veloce’ rispetto agli altri due, come se viaggia più lentamente rispetto a qualche sfondo preferito. L'esperimento suggerisce anche un modo molto semplice di determinazione di tale struttura preferita.

    Ci troveremmo che il moto della Terra era distinguibile da osservazioni di qualsiasi radiazione di fondo generale, come la CMBR. Di nuovo, come osservato.

    Saremmo in grado di vedere la luce come onda, come ha fatto Schrodinger, e di usare il suo lavoro per spiegare 'particella come’ Effetti.

    Avremmo bisogno di rileggere Maxwell, che ha assunto un mezzo di sfondo, e ripensare le apparenti contraddizioni nel suo lavoro, in particolare, la sua conclusione che la luce è un'onda trasversale. Infatti, la sua ipotesi che l'elettromagnetismo coinvolto vortici si adatterebbe con il supporto che si richiama ora, e le modalità dei suoi calcoli sulla luce suggeriscono che si tratta di (trasversale) increspature su questi vortici che male interpretato come luce. Tale mezzo come Schrodinger, Maxwell, Hafele e Keating, Wm & JJ Thomson, e ora voi stessi invocano, ci si aspetterebbe per sostenere longitudinale (pressione) onde, eliminando la necessità per l'ipotesi del fotone, e montaggio molto bene con la tua teoria delle onde d'urto.

    Molto di più. Sei sicuro di voler proseguire su questa strada? Teoria moderna ha frammentato e la sua base è mostrare segni di sfilacciamento, così forse si dovrebbe!

    1. Ciao Roger,

      Grazie per aver postato il tuo commento. Hai ragione, non vi è di più per questa linea di pensiero che solo GRB e getti AGN. Il seguito di questo articolo (http://www.thulasidas.com/2008-11/light-travel-time-effects-and-cosmological-features.htm) discute alcune delle implicazioni. Ma questo sequel era troppo speculativo per farsi pubblicare in qualsiasi rivista decente.

      Proprio adesso, Sono troppo occupato con il mio lavoro giorno per preoccuparsi di queste cose, ma spero di tornare alla fisica (e può essere anche filosofia) in un paio di anni.

      – evviva,
      – Manoj

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