Sigurado Radio Mga Pagmumulan at Gamma Ray pagsabog Luminal Booms?

Ang artikulong ito ay nai-publish sa International Journal of Modern Physics D (IJMP–D) sa 2007. Ito sa lalong madaling panahon ay naging Top-access Artikulo ng journal sa pamamagitan ng Jan 2008.

Bagama't maaaring mukhang ito tulad ng isang matapang na core artikulo pisika, ito ay sa katunayan isang application ng philosophical pananaw permeating ang blog na ito at ang aking aklat.

Ang bersyon na ito blog ay naglalaman ng mga abstract, panimula at konklusyon. Ang buong bersyon ng artikulo ay magagamit bilang isang PDF file.

Reference Journal: IJMP-D Full. 16, Huwag. 6 (2007) pp. 983–1000.

.

Abstract

Ang softening ng GRB magkupas bear kapansin-pansin na pagkakatulad sa dalas ng paglaki sa isang sonic boom. Sa front end ng sonic boom kono, ang dalas ay walang katapusan, halos tulad ang gamma ray burst (GRB). Sa loob ng kono, ang dalas mabilis na nababawasan sa infrasonic mga saklaw at ang source ng tunog ay lalabas sa dalawang lugar sa parehong oras, paggaya sa double-lobed na pinagkukunan ng radyo. Kahit na isang “luminal” boom ay lumalabag sa mga Lorentz invariance at samakatuwid ay ipinagbabawal, ito ay tempting mag-ehersisyo ang mga detalye at paghambingin ang mga ito sa umiiral na data. Tukso na ito ay karagdagang pinahusay ng mga inobserbahang superluminality sa mga bagay sa kalangitan na nauugnay sa pinagkukunan ng radyo at ang ilan GRBs. Sa artikulong ito, kinakalkula namin ang buhay na ito lamang at spatial na pagkakaiba-iba ng na-obserbahan na dalas mula sa isang hypothetical luminal boom at ipakita ang pambihirang pagkakatulad sa pagitan ng aming mga kalkulasyon at kasalukuyang mga obserbasyon.

Panimula

Ang isang sonic boom ay nilikha kapag ang isang bagay na nagpapalabas ng tunog ay ipinapasa sa pamamagitan ng medium ng mas mabilis kaysa sa bilis ng tunog sa medium na. Bilang traverses ang bagay medium ang, ang tunog ito emits ay lumilikha ng isang conical wavefront, tulad ng ipinapakita sa Figure 1. Ang dalas ng tunog sa wavefront na ito ay walang katapusan dahil sa ang shift Doppler. Ang dalas sa likod ng conical wavefront ay bumaba kapansin-pansing at sa lalong madaling panahon umabot sa infrasonic hanay. Ito ang dalas ng ebolusyon ay remarkably katulad magkupas ang paglaki ng ang gamma ray burst (GRB).

Sonic Boom
Figure 1:. Ang dalas paglaki ng tunog ng waves bilang isang resulta ng Doppler effect sa Supersonic paggalaw. Ang Supersonic bagay S ay gumagalaw sa kahabaan ng arrow. Ang sound wave ay "inverted" dahil sa paggalaw, nang sa gayon ang mga wave ipinapalabas sa dalawang iba't ibang mga punto sa trajectory merge at maabot ang mga tagamasid (sa Oh) sa parehong oras. Kapag ang wavefront ay pinindot niya ang tagamasid, ang dalas ay infinity. Pagkatapos noon, ang dalas mabilis na nababawasan.

Gamma Ray pagsabog ay lubos na mabilis, ngunit matinding flashes ng \gamma ray sa kalangitan, pangmatagalang mula sa isang ilang millisecond sa ilang minuto, at kasalukuyang pinaniniwalaan na emanate mula sa cataclysmic stellar nagko-collapse. Ang maikling flashes (prompt emissions) ay sinusundan ng isang magkupas ng progressively softer energies. Kaya, ang paunang \gamma ray ay agad na pinalitan ng X-ray, liwanag at kahit radyo dalas alon. Ito softening ng spectrum ay na-kilala para sa medyo ilang oras, at ay unang inilarawan gamit ang isang hypernova (fireball) modelo. Sa modelong ito, isang relativistically pagpapalawak fireball ay gumagawa ng \gamma pagpapalabas, at ang spectrum Palambutin bilang cools down na ang fireball. Kinakalkula ng modelo ng enerhiyang inilabas sa \gamma rehiyon bilang 10^ {53}10^ {54} ergs sa ilang segundo. Ang enerhiya na output ay katulad ng tungkol sa 1000 beses ang kabuuang enerhiya na ipinalabas ng sun sa paglipas nito buong buhay.

Higit pang mga kamakailan, isang kabaligtaran pagkabulok ng peak enerhiya na may iba't ibang oras pare-pareho ay ginagamit upang empirically magkasya ang na-obserbahan oras ebolusyon ng enerhiya peak gamit ang isang modelo collapsar. Ayon sa modelong ito, GRBs ay ginawa kapag ang enerhiya ng lubos na relativistic daloy sa stellar nagko-collapse ay dissipated, may mga nagresultang radiation jet angled ng maayos sa pagsasaalang-alang sa aming mga linya ng paningin. Tinatantya ang modelo collapsar isang mas mababang enerhiya output dahil ang enerhiya release ay hindi isotropic, ngunit concentrated sa kahabaan ng jet. Gayunpaman, ang rate ng collapsar mga kaganapan ay may upang itama para sa mga maliit na bahagi ng mga solid na angulo sa loob kung saan ang radyasyon jet ay maaaring lumitaw bilang GRBs. GRBs ay na-obserbahan halos sa rate ng isang beses sa isang araw. Kaya, ang inaasahang rate ng cataclysmic kaganapan powering ang GRBs ay ng pagkakasunud-sunod ng 10^410^6 bawat araw. Dahil dito kabaligtaran relasyon sa pagitan ng mga rate at ang tinantyang output enerhiya, ang kabuuang enerhiya inilabas sa bawat inobserbahang GRB ay nananatiling pareho.

Kung sa tingin namin ng isang GRB bilang isang epekto katulad sa sonic boom sa Supersonic paggalaw, ang ipinapalagay na kinakailangan sa cataclysmic enerhiya ay nagiging superfluous. Ang isa pang tampok ng aming pagdama ng Supersonic na bagay ay na marinig namin ang pinagmulan ng tunog sa dalawang magkaibang mga lokasyon bilang parehong oras, bilang isinalarawan sa Figure 2. Ito malaman epekto maganap dahil ang sound waves ipinapalabas sa dalawang iba't ibang mga punto sa trajectory ng Supersonic bagay na maabot ang tagamasid sa parehong mga instant sa oras. Ang resulta ng epekto na ito ay ang pagdama ng isang symmetrically receding pares ng tunog pinagmumulan, kung saan, sa luminal mundo, ay isang mahusay na paglalarawan ng simetriko na pinagkukunan ng radyo (Double Radio pinagmulan Kaugnay na may Galactic nucleus o DRAGN).

superluminality
Figure 2:. Ang bagay ay na lumilipad mula sa upang A sa pamamagitan ng at B sa isang pare-pareho ang bilis ng Supersonic. Isipin na emits ang bagay na tunog sa panahon ng kanyang paglalakbay. Ang tunog ipinapalabas sa punto (na kung saan ay malapit sa punto ng pinakamalapit na diskarte B) naabot ang tagamasid sa O bago ibinubuga nang mas maaga ang tunog sa . Ang instant kapag ang tunog at isang mas maagang punto naabot ang tagamasid, ang tunog napalabas sa mas sa ibang pagkakataon punto A umabot din O. Kaya, ang tunog napalabas sa A at naabot ang tagamasid ng sabay-sabay, na nagbibigay ng impresyon na ang bagay ay nasa mga dalawang punto nang sabay-sabay. Sa ibang salita, ang tagamasid nakakarinig dalawang bagay gumagalaw ang layo mula sa sa halip na isa tunay na bagay.

Mga Pagmumulan ng Radio ay karaniwang simetriko at tila na nauugnay sa pusod ng mga core, kasalukuyang isinasaalang-alang manifestations ng espasyo-time singularities o neutron star. Iba't ibang klase ng mga naturang bagay na nauugnay sa Active Galactic nuclei (AGN) ang natagpuan sa huling limampung taon. Figure 3 Ipinapakita ang radio kalawakan Cygnus A, isang halimbawa ng naturang pinagmulan ng radyo at isa sa pinakamaliwanag na bagay sa radyo. Marami sa mga tampok nito ay karaniwan sa karamihan extragalactic na pinagkukunan ng radyo: ang simetriko double lobe, isang pahiwatig ng isang core, isang anyo ng jet sa pagpapadede ang mga lobe at ang hotspots. Ang ilang mananaliksik na ang pag mas detalyadong kinematical tampok, tulad ng tamang paggalaw ng mga hotspot sa mga lobe.

Simetriko na pinagkukunan ng radyo (galactic o extragalactic) at maaaring lumitaw GRBs upang maging ganap na natatangi phenomena. Gayunpaman, kanilang mga core magpapakita ng isang katulad na oras ng paglaki sa enerhiya peak, ngunit may mga tiyak na iba't ibang mga constants oras. Ang spectra ng GRBs mabilis na nagbabago mula sa \gamma rehiyon sa isang optical o kahit RF magkupas, katulad ng Spectral paglaki ng mga hotspot ng isang pinagmulan ng radyo bilang ilipat sila mula sa core upang ang mga lobe. Iba pang mga pagkakatulad nagsimula upang akitin ang pansin sa mga nakalipas na taon.

Explores ng artikulong ito ang pagkakatulad sa pagitan ng isang hypothetical “luminal” boom at ang dalawang astrophysical phenomena, bagaman tulad ng luminal boom Ipinagbabawal ng Lorentz invariance. Treating GRB bilang isang paghahayag ng isang hypothetical luminal resulta boom sa isang modelo na unifies ang dalawang phenomena at ginagawang detalyadong mga hula ng kanilang kinematics.

CygA
Figure 3:.Ang jet radyo at lobe sa hyperluminous radio kalawakan Cygnus A. Ang hotspot sa dalawang lobe, ang pangunahing mga rehiyon at ang mga jet ay malinaw na nakikita. (Muling ginawa mula sa imahe kagandahang-loob ng NRAO / AUI.)

Konklusyon

Sa artikulong ito, itinuturing namin ang mga spatio-buhay na ito lamang paglaki ng isang Supersonic bagay (pareho sa posisyon nito at ang tunog dalas marinig namin). Nagpakita kami na ito na malapit na kahawig GRBs at DRAGNs kung kami ay upang mapalawak ang mga kalkulasyon sa liwanag, bagaman isang luminal boom ay necessitate superluminal paggalaw at samakatuwid ay ipinagbabawal.

Ang kahirapan sa kabila ng, ipinakita namin ang isang pinag-isang modelo para sa Gamma Ray pagsabog at jet tulad ng pinagkukunan ng radyo batay sa bulk superluminal paggalaw. Nagpakita kami na ang isang solong superluminal bagay na lumilipad sa kabuuan ng aming field ng paningin na nais na lumitaw sa amin bilang simetriko paghihiwalay ng dalawang mga bagay mula sa isang nakapirming core. Gamit ang katotohanan bilang modelo para sa simetriko jet at GRBs, Ipinaliwanag namin ang kanilang kinematic tampok quantitatively. Sa partikular, kami ay nagpakita na ang angulo ng paghihiwalay ng mga hotspot ay parabolic sa oras, at ang redshifts sa dalawang hotspot ay halos magkapareho sa bawat isa. Kahit na ang katotohanan na ang spectra ng hotspot ay sa rehiyon ng dalas ng radyo ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pag-aako ng hyperluminal paggalaw at ang kahihinatnang pag-redshift ng itim na body radiation ng tipikal na bituin. Ang oras ng paglaki ng itim na katawan radiation ng superluminal bagay ay ganap na pare-pareho sa softening ng spectra na-obserbahan sa GRBs at pinagkukunan ng radyo. Bilang karagdagan, ang aming mga modelo ay nagpapaliwanag kung bakit mayroong makabuluhang asul shift sa core rehiyon ng pinagkukunan ng radyo, bakit mukhang pinagkukunan ng radyo na maugnay sa mga optical na mga kalawakan at kung bakit lumitaw GRBs nang random punto na walang paunang pahiwatig ng kanilang impending hitsura.

Bagaman hindi nito matugunan ang mga isyu energetics (ang pinagmulan ng superluminality), nagtatanghal ng aming mga modelo sa isang nakakaintriga pagpipilian batay sa kung paano namin perceive hypothetical superluminal paggalaw. Ipinakita namin ang isang hanay ng mga hula at inihambing ang mga ito sa mga umiiral na data mula sa DRAGNs at GRBs. Ang mga tampok tulad ng mga blueness ng core, symmetry ng mga lobe, ang lumilipas \gamma at X-Ray pagsabog, sinukat na paglaki ng mga spectra sa kahabaan ng jet lahat mahanap natural at simpleng mga paliwanag sa modelong ito bilang perceptual epekto. Hinihikayat sa pamamagitan ng ito paunang tagumpay, maaari naming tanggapin ang aming modelo batay sa luminal boom bilang isang modelo ng pagtatrabaho para sa mga astrophysical phenomena.

Ito ay upang bigyang-diin ay na perceptual mga epekto ay maaaring masquerade bilang maliwanag na paglabag sa tradisyonal na pisika. Isang halimbawa ng ganitong epekto ay ang maliwanag superluminal paggalaw, kung saan ito ay ipinaliwanag at inaasahang sa loob ng konteksto ng mga espesyal na teorya ng relativity kahit na bago ito ay aktwal na-obserbahan. Kahit na ang mga obserbasyon ng superluminal paggalaw ay ang panimulang punto sa likod ng mga gawa na ipinakita sa artikulong ito, ito ay sa pamamagitan ng nangangahulugang walang isang pahiwatig ng ang pagpapatotoo ng aming mga modelo. Ang pagkakatulad sa pagitan ng isang sonic boom at isang hypothetical luminal boom sa spatio-buhay na ito lamang at Spectral ebolusyon ay iniharap dito bilang isang malaman, albeit marahil unsound, pundasyon para sa aming mga modelo.

Isang lata, gayunman, argue na ang espesyal na teorya ng relativity (SR) Hindi haharapin ang mga superluminality at, samakatuwid, superluminal paggalaw at luminal booms ay hindi pabagu-bago sa SR. Bilang ebedensya sa pamamagitan ng mga pahayag sa pagbubukas ng orihinal na papel ni Einstein, ang pangunahing pagganyak para sa SR ay isang covariant formulation ng mga equation Maxwell ni, na nangangailangan ng isang coordinate pagbabagong-anyo nagmula batay sa bahagyang liwanag na oras ng paglalakbay (LTT) mga epekto, at bahagyang sa palagay na liwanag paglalakbay sa parehong bilis na may paggalang sa lahat inertial frame. Sa kabila ito pagtitiwala sa LTT, ang LTT mga epekto ay kasalukuyang ipinagpapalagay na mag-aplay sa isang puwang-time na Sinusunod ng SR. SR ay isang redefinition ng espasyo at oras (o, mas pangkalahatang paraan, katotohanan) upang tumanggap nito dalawang pangunahing postulates. Maaaring ito ay na mayroong isang mas malalim na istraktura sa espasyo-time, kung saan ang SR ay lamang aming pagdama, na-filter sa pamamagitan ng LTT effect. Sa pamamagitan ng pagpapagamot ng mga ito bilang isang optical ilusyon na ilalapat sa isang puwang-time na Sinusunod ng SR, maaari naming maging double pagbibilang ng mga ito. Maaari naming maiwasan ang double nadaragdagan pa sa pamamagitan ng disentangling ang covariance ng mga equation Maxwell mula sa coordinate transformations bahagi ng SR. Treating ang LTT effect nang hiwalay (walang attributing ang kanilang mga kahihinatnan ng pangunahing likas na katangian ng espasyo at oras), maaari naming tumanggap superluminality at kumuha ng mga eleganteng pagpapaliwanag ng mga phenomena astrophysical inilarawan sa artikulong ito. Ang aming pinag-isang paliwanag para sa GRBs at simetriko na pinagkukunan ng radyo, samakatuwid, Na implikasyon bilang malayo pag-abot ng aming pangunahing pag-unawa ng likas na katangian ng espasyo at oras.


Larawan ni NASA Goddard Larawan at Video

Mga Komento

4 saloobin sa "Sigurado Radio Mga Pagmumulan at Gamma Ray pagsabog Luminal Booms?”

  1. Thulasides,

    Gusto ko ito. Nakakakita ako ng isang bilang ng mga magandang dahilan upang kumapit sa ideyang ito bilang potensyal na totoo.

    Kadalasan, ngunit hindi palaging, lumiliko out ang simpleng sagot upang maging tama, kahit na sa una tinanggihan bilang clashing na may naitatag na orthodoxy. Ito ay matalino din upang maiwasan ang pagiging simple spurious kapag ito nabigo ang pagsubok ng falsifiability Popper ni, tulad ng maraming mga mundo 'teorya'.

    Ano ang gusto ko tungkol sa ito ay na ito ay matatag batay sa mundo ng pre-itinatag pisika. Ito ay sa aking pagtingin mahalaga na naibigay ang maraming mga pundamental na problema ng mga post 1900 pisika.

    Ipaalam sa amin sabihin para sa isang minuto na maaaring tamang pagpapaliwanag na ito. Kami ay pakikipag-usap tungkol sa pagkatapos ng isang shock wave sa isang nakapailalim na background na bagay na na-comprehensively tinanggihan. Paglalagay na bukod, kung saan ikaw ay ingat na huwag gawin, maaari naming hilingin sa kung ano ang magiging ang ilan sa mga katangian ng isang uniberso pare-pareho sa iyong modelo at samakatuwid ay ibinigay sa isang aether.

    Hindi namin mahanap, halimbawa, na ang pagbagal ng Orasan ay Lorentzian ngunit hindi relativistic sa prinsipyo. Ito ay sa katunayan kung ano ang nakikita namin sa Orasan sa eroplano na eksperimento, may eastbound orasan 'tumakbo nang mabilis’ kumpara sa iba pang mga dalawang, parang naglalakbay nang mas mabagal na may kaugnayan sa ilang mga ginustong background. Iminumungkahi ng kahit na eksperimento Ang isang remarkably simpleng paraan ng pagtukoy na ginustong frame.

    Gusto naming makita na ang galaw ng Earth ay discernable mula sa obserbasyon ng anumang pangkalahatang background radiation, tulad ng CMBR. Muli, bilang na-obserbahan.

    Hindi namin magagawang tingnan liwanag bilang isang alon, bilang Schrodinger ginawa, at upang gamitin ang kanyang trabaho upang ipaliwanag ang 'particle tulad ng’ mga epekto.

    Gusto naming kailangan upang muling basahin Maxwell, na ipinapalagay isang medium background, at pag-isipang muli ang maliwanag contradictions sa kanyang trabaho, sa partikular na ang kanyang konklusyon na ilaw ay isang Transverse alon. Sa katunayan, kanyang palagay na electromagnetism kasangkot vortex ay magkasya ang medium mo na ngayong magpatakbo ng, at ang paraan ng kanyang mga kalkulasyon sa liwanag imungkahi na ito ay (Transverse) Ripples sa mga vortex na siya misinterpreted bilang liwanag. Ang nasabing isang medium bilang Schrodinger, Maxwell, Hafele at Keating, Wm & JJ Thomson, at ngayon ang iyong sarili pahintulutang magpatakbo ng, ay inaasahan na nagpapanatili ng paayon (presyon) waves, pag-aalis ng pangangailangan para sa mga hypothesis ng photon, at umaangkop napaka ng mabuti sa iyong mga shock wave teorya.

    Maraming higit pa. Sigurado ka bang gusto mong pumunta down na ito kalsada? Nagtatampok ang mga modernong teorya ay fragmented at batayan nito ay nagpapakita ng mga palatandaan ng unraveling, kaya marahil dapat mong!

    1. Hi Roger,

      Salamat sa pag-post ng iyong komento. Kayo ay tama, mayroong higit sa linyang ito ng pag-iisip kaysa sa GRBs lamang at AGN jet. Ang sequel sa papel na ito (http://www.thulasidas.com/2008-11/light-travel-time-effects-and-cosmological-features.htm) Tinatalakay ng ilan sa mga implikasyon. Ngunit ito sequel ay masyadong speculative upang makakuha ng nai-publish sa anumang disenteng journal.

      Sa ngayon, Ako ay masyadong abala sa aking mga araw ng trabaho upang mag-alala tungkol sa mga bagay na ito, ngunit ko inaasahan upang makabalik sa pisika (at maaaring maging kahit na pilosopiya) sa loob ng ilang taon.

      – Cheers,
      – Mga kamay

Mga komento ay sarado.