Архивы: Доплеровский сдвиг

Есть Радио Источники и гамма-всплесков Luminal Стрелы?

Эта статья была опубликована в Международном журнале Modern Physics D (IJMP–D) в 2007. Вскоре стало Топ Достиганное Статья журнала по Янв 2008.

Хотя может показаться, что физики статье твердой сердцевины, это на самом деле применение философских воззрений проникая этот блог и мою книгу.

Эта версия блог содержит абстрактный, Введение и выводы. Полная версия статьи доступна в виде PDF-файла.

Ссылка Журнала: IJMP-D Полный. 16, Не. 6 (2007) С.. 983–1000.

.

Аннотация

Смягчение послесвечения GRB несет значительные сходства в эволюции частоты в звуковом бума. На переднем конце звукового удара конуса, частота бесконечна, так же, как взрыв Gamma Ray (GRB). Внутри конуса, Частота стремительно падает до инфразвуковых диапазонов и источник звука появляется в двух местах, в то же время, подражая источники двойные-лопастные радио. Хотя “просвета” бум нарушает инвариантность Лоренца и поэтому запрещено, заманчиво проработать детали и сравнить их с имеющимися данными. Это искушение еще более усиливается наблюдаемого superluminality в небесных объектов, связанных с радиоисточников и некоторых гамма-всплесков. В этой статье, вычисляем временные и пространственные вариации наблюдаемых частот от гипотетического просвета бума и показать поразительное сходство между нашими расчетами и текущих наблюдений.

Введение

Звуковой удар возникает, когда объект излучающих звук проходит через среду быстрее, чем скорость звука в этой среде. В качестве объекта проходит через среду, звук он издает создает конический волновой фронт, как показано на рисунке 1. Частота звука в этом волнового фронта бесконечно, потому что из доплеровского сдвига. Частота позади конической волнового фронта резко падает и скоро достигнет инфразвуковых диапазон. Эта эволюция частота удивительно похожа на послесвечения эволюцию источника гамма-всплеска (GRB).

Sonic Boom
Рисунок 1:. Частота эволюция звуковых волн в результате эффекта Доплера в сверхзвуковом движении. Сверхзвуковой объект S движется по стрелке. Звуковые волны "перевернутой" за счет движения, таким образом, что волны излучаются в двух различных точках в слиянии траектории, и к наблюдателю (на O) в то же время. Когда фронт волны попадает к наблюдателю, частота равна бесконечности. После этого, частота быстро уменьшается.

Гамма-всплесков очень короткие, но интенсивные вспышки \gamma лучи в небе, продолжительностью от нескольких миллисекунд до нескольких минут, и в настоящее время считается, происходят от катастрофических звездных коллапсов. Короткие вспышки (стремительные выбросы) следуют послесвечения прогрессивно более мягких энергий. Таким образом, начальный \gamma лучи быстро заменены с помощью рентгеновских лучей, свет и даже радиочастотные волны. Это смягчение спектра было известно в течение некоторого времени, и впервые был описан с использованием Hypernova (Огненный шар) модель. В этой модели, релятивистски расширения огненного шара производит \gamma выбросов, и спектр смягчает как огненный шар остывает. Модель рассчитывает энергию, выделяемую в \gamma регион 10^ {53}10^ {54} эрг в течение нескольких секунд. Этот выход энергии аналогичен о 1000 раз полная энергия, выделившаяся на солнце в течение всего срока службы.

Совсем недавно, обратная распад пиковой энергии с различной постоянной времени был использован для эмпирически подходят наблюдаемую эволюцию пиковой энергии с использованием модели коллапсар. Согласно этой модели, Гамма-всплески возникают при энергия сильно релятивистских потоков в звездных коллапсов рассеивается, с результирующее излучение струи под углом правильно по отношению к лучу зрения. Коллапсар модель оценивает более низкий выход энергии, так как высвобождение энергии не является изотропным, но сосредоточены вдоль струй. Однако, скорость коллапсара событий должен быть исправлены на долю телесного угла, в течение которого радиационные самолеты могут появиться как гамма-всплесков. Гамма-всплески наблюдаются примерно в размере один раз в день. Таким образом, ожидаемая ставка катастрофических событий Включение гамма-всплесков является порядка 10^410^6 в день. Из этой обратной связи между скоростью и расчетной выхода энергии, полная энергия, выделившаяся в наблюдаемой GRB остается тем же.

Если мы думаем о GRB в качестве эффекта, аналогичного эффекту звукового удара в сверхзвуковом движении, Предполагается, требование катастрофическое энергия становится излишним. Еще одна особенность нашего восприятия сверхзвуковой объекта является то, что мы слышим источник звука в два другом месте как то же время, как показано на рисунке 2. Этот любопытный эффект имеет место, потому что звуковые волны, излучаемые в двух разных точках в траектории сверхзвукового объекта к наблюдателю в то же момент времени. Конечным результатом этого эффекта является восприятие симметрично удаляющейся парой звуковых источников, которые, в просвете мире, хорошее описание симметричных радиоисточников (Двухместный Радио источник Связанный с галактического ядра или DRAGN).

superluminality
Рисунок 2:. Объект летит от к A через и B при постоянной сверхзвуковой скоростью. Представьте себе, что объект испускает звук во время его путешествия. Звук, издаваемый в точке (который находится вблизи точки максимального сближения B) приходит к наблюдателю в O до звука, издаваемого ранее на . В тот момент, когда звук на более раннем этапе приходит к наблюдателю, Звук, издаваемый на гораздо более поздний момент A также достигает O. Так, Звук, издаваемый при A и приходит к наблюдателю в то же время, создается впечатление, что объект находится в этих двух точках одновременно. Другими словами, наблюдатель слышит два объекта отходят от вместо одного реального объекта.

Радио Источники обычно симметричны и, кажется, связаны с ядрами галактик, рассматриваемые в настоящее время проявления пространственно-временных особенностей или нейтронных звезд. Различные классы таких объектов, связанных с активных ядер галактик (AGN) были найдены в последние пятьдесят лет. Рисунок 3 Выставки радиогалактике Cygnus A, Примером такого источника радио-и одной из наиболее ярких объектов радиосвязи. Многие из его особенностей являются общими для большинства внегалактических радиоисточников: симметричные двойные лопасти, указание сердечником, Появление самолетов, питающих лопасти и горячих точек. Некоторые исследователи сообщают более подробные кинематические характеристики, таких как собственного движения горячих точек в долях.

Симметричные радиоисточников (галактических или внегалактическая) и гамма-всплески могут оказаться совершенно разные явления. Однако, их ядра показывают аналогичную эволюцию во времени в пиковой энергии, но с абсолютно разными постоянными времени. Спектры гамма-всплесков стремительно развиваться с \gamma область к оптическому или даже РФ послесвечения, похож на спектральной эволюции горячих точек источника радиоизлучения, как они движутся от ядра до долей. Другие черты начали привлекать к себе внимание в последние годы.

В этой статье рассматривается сходство между гипотетическим “просвета” бум, и эти две астрофизические явления, хотя такая просвета бум запрещено инвариантности Лоренца. Лечение GRB как проявление гипотетической просвета результатов бума в модели, объединяющей эти два явления и делает подробные предсказания их кинематики.

CygA
Рисунок 3:.Струя радио и доли в hyperluminous радиогалактике Cygnus A. Горячие точки в двух лепестков, регион Ядро и самолеты хорошо видны. (Воспроизводится из изображений любезно NRAO / AUI.)

Выводы

В этой статье, мы смотрели на пространственно-временной эволюции сверхзвуковой объекта (как в ее положение и частота звука мы слышим). Мы показали, что это очень напоминает гамма-всплески и DRAGNs если мы должны были расширить расчеты в свете, хотя просвета бум потребует сверхсветовой движение и поэтому запрещено.

Эта трудность несмотря, мы представили единую модель для гамма-всплесков и самолет как радиоисточников на основе объемной сверхсветовой движения. Мы показали, что один сверхсветовой объект летел через поле нашего зрения, казалось бы, нам как симметричного разделения двух объектов от неподвижного сердечника. Используя этот факт в качестве модели для симметричных струй и гамма-всплесков, мы объяснили свои кинематические характеристики количественно. В частности, мы показали, что угол разделения горячих точек было параболическая во времени, и красное смещение двух точек доступа были почти идентичны друг другу. Даже тот факт, что спектры из горячих точек в области радиочастот обьясняется hyperluminal движение и, как следствие красное смещение черного тела излучения типичной звезды. Время эволюция черного тела излучения сверхсветовой объекта полностью согласуется с размягчением наблюдаемых спектров в гамма-всплесков и радиоисточников. Кроме того, наша модель объясняет, почему существует значительный синее смещение в основных регионах радиоисточников, почему радиоисточников, кажется, связаны с оптическими галактик и почему ГВ появляются в случайных точках без предварительного указанием их предстоящем появлении.

Хотя это не решать вопросы энергетики (происхождение superluminality), наша модель представляет привлекательную возможность на основе, как бы мы воспринимаем гипотетический сверхсветовой движение. Мы представили множество предсказаний и сравнили их с имеющимися данными из DRAGNs и гамма-всплесков. В особенности, такие как синевы ядра, симметрия лепестков, переходный \gamma и X-всплесков, измеренное эволюция спектров вдоль струи все найти естественные и простые объяснения в этой модели в качестве восприятия эффектов. Воодушевленные этим первоначального успеха, мы можем принять нашу модель на основе просвета бума в качестве рабочей модели для этих астрофизических явлений.

Это необходимо подчеркнуть, что восприятия эффекты могут маскироваться под явных нарушений традиционной физики. Примером такого влияния является очевидным сверхсветовой движения, что объяснялось и ожидалось в контексте специальной теории относительности еще до его реально наблюдаемой. Хотя наблюдение сверхсветовой движения стало отправной точкой за работы, представленные в этой статье, это ни в коем случае не указание на действия нашей модели. Сходство между звукового удара и гипотетической бума просвета в пространственно-временной и спектральной эволюции представлена ​​здесь как любопытный, хотя, возможно, несостоятельна, основой для нашей модели.

Можно,, Однако, утверждают, что специальная теория относительности (SR) не иметь дело с superluminality и, Поэтому, сверхсветовые боны движения и просвета не являются несовместимыми с SR. Как свидетельствует открытие отчетности оригинальной работе Эйнштейна, Основная мотивация для СР является ковариантная формулировка уравнений Максвелла, что требует преобразования координат полученного на основе частично на светлое время путешествия (LTT) эффекты, и частично на предположении, что свет с той же скоростью относительно всех инерциальных. Несмотря на это зависимость от LTT, эффекты LTT в настоящее время предполагается, применять на пространстве-времени, которая подчиняется SR. SR является переопределение пространства и времени (или, в более общем, реальность) для того, чтобы разместить свои два основных постулатов. Может быть, есть более глубокая структура в пространстве-времени, из которых SR только наше восприятие, фильтруют через эффектов LTT. Рассматривая их как оптической иллюзии, которые должны применяться на пространстве-времени, которая подчиняется SR, мы может быть двойного учета их. Мы можем избежать двойного учета по распутывания ковариантность уравнений Максвелла из преобразований координат части СР. Лечение последствий LTT отдельно (не приписывая их последствий для основной природе пространства и времени), мы можем разместить superluminality и получить элегантные объяснения астрофизических явлений, описанных в этой статье. Наша единая объяснение гамма-всплесков и симметричных радиоисточников, Поэтому, имеет последствия как далеко идущие, как нашего основного понимания природы пространства и времени.


Фото NASA Goddard Фото и видео