ٹیگ آرکائیو: ڈاپلر شفٹ

ریڈیو ذرائع اور ڈے گاما رے پھٹ Luminal کے Booms ہیں?

یہ مضمون جدید طبیعیات D کی بین الاقوامی جرنل میں شائع کیا گیا (IJMP–D) میں 2007. جلد ہی یہ بن گیا اوپر رسائی آرٹیکل جرنل کی طرف سے جنوری 2008.

یہ ایک سخت گیر طبیعیات مضمون کی طرح لگ سکتا ہے, یہ حقیقت میں اس بلاگ کو اور میری کتاب permeating فلسفیانہ بصیرت کی ایک درخواست ہے.

یہ بلاگ ورژن خلاصہ پر مشتمل ہے, تعارف اور نتائج. مضمون کی مکمل ورژن ایک پی ڈی ایف فائل کے طور پر دستیاب ہے.

جرنل حوالہ: IJMP ڈی مکمل. 16, نہیں. 6 (2007) پی پی. 983–1000.

.

خلاصہ

GRB afterglow کے کی نرمی ایک آواز بوم میں تعدد ارتقاء قابل ذکر مماثلت دیتا ہے. آواز کا بوم شنک کے سامنے کے آخر میں, تعدد لامحدود ہے, ایک ڈے گاما رے پھٹ طرح (GRB). شنک کے اندر, تعدد تیزی پر infrasonic حدود کو کم اور آواز کے ذریعہ ایک ہی وقت میں دو جگہوں میں ظاہر ہوتا ہے, ڈبل دار ریڈیو ذرائع نقل. اگرچہ “luminal” بوم Lorentz invariance کی خلاف ورزی اور اس وجہ سے حرام ہے, اس کی تفصیلات باہر کام اور موجودہ اعداد و شمار کے ساتھ ان کا موازنہ کرنے کے لئے کشش ہے. یہ فتنہ مزید ریڈیو ذرائع اور کچھ GRBs ساتھ منسلک مرحوم اشیاء میں منایا superluminality طرف سے بڑھا ہے. اس مضمون میں, ہم ایک غیر حقیقی luminal بوم سے مشاہدہ تعدد کی دنیاوی اور مقامی تبدیلی کا حساب اور اپنے حساب اور موجودہ مشاہدے کے درمیان قابل ذکر مماثلت ظاہر.

تعارف

آواز اتسرجک کسی چیز کو تیزی سے آواز کی رفتار سے زیادہ ہے کہ درمیانے درجے کے درمیانے درجے کے ذریعے گزر جاتا ہے جب ایک آواز بوم پیدا ہوتا ہے. اعتراض درمیانے درجے کے traverses کے طور پر, یہ اخراج آواز مخروط wavefront پیدا کرتا ہے, ساخت، پیکر میں دکھایا گیا ہے 1. اس wavefront میں آواز کی فریکوئنسی کیونکہ ڈاپلر شفٹ کے لامحدود ہے. مخروط wavefront پیچھے تعدد ڈرامائی طور پر گرتا ہے اور جلد پر infrasonic رینج تک پہنچ جاتا ہے. یہ تعدد ارتقاء ایک ڈے گاما رے پھٹ کے ارتقاء afterglow کے ذکر کی طرح ہے (GRB).

Sonic Boom
اعداد و شمار 1:. سپرسونک رفتار میں ڈاپلر اثر کی ایک نتیجہ کے طور پر آواز کی لہروں کے تعدد ارتقاء. سپرسونک اعتراض تیر کے ساتھ ساتھ آگے بڑھ رہا ہے. آواز کی لہروں کی وجہ سے تحریک کو "الٹی" کر رہے ہیں, تو لہروں کی رفتار ضم میں دو مختلف مقامات پر خارج اور مبصر تک پہنچنے (اے میں) ایک ہی وقت میں. wavefront مبصر مار دیتی ہے, تعدد انفینٹی ہے. اس کے بعد, تعدد تیزی سے کمی واقع ہوتی ہے.

ڈے گاما رے پھٹ بہت مختصر ہیں, لیکن شدید چمک \gamma آسمان میں کرنوں, کئی منٹ کے لئے ایک چند milliseconds سے تک, اور اس وقت کے Cataclysmic تارکیی گرنے سے emanate خیال کر رہے ہیں. چھوٹی چمک (فوری طور پر اخراج) آہستہ معتدل تمرکز، قوتوں کا ایک afterglow کے بعد کر رہے ہیں. اس طرح, ابتدائی \gamma کرنوں کو فوری طور پر ایکس رے کی طرف سے تبدیل کر رہے ہیں, روشنی اور یہاں تک کہ ریڈیو فریکوئنسی لہروں. سپیکٹرم کے اس نرمی کچھ وقت کے لئے نام سے جانا جاتا ہے, اور سب سے پہلے ایک hypernova کا استعمال کرتے ہوئے بیان کیا گیا تھا (آگ کا گولا) ماڈل. اس ماڈل میں, ایک relativistically توسیع آگ کا گولا کی پیداوار \gamma اخراج, آگ کا گولا نیچے cools اور سپیکٹرم نرم. ماڈل میں جاری توانائی کا حساب لگاتا ہے \gamma خطے کے طور پر 10^ {53}10^ {54} چند لمحوں میں ergs. یہ توانائی کی پیداوار کے بارے میں اسی طرح کی ہے 1000 اوقات اس کی پوری زندگی کے دوران سورج کی طرف سے جاری کی کل توانائی.

حال ہی میں, وقت مسلسل مختلف کے ساتھ چوٹی کے توانائی کے ایک الٹا کشی کو empirically ایک collapsar ماڈل کا استعمال کرتے ہوئے چوٹی کے توانائی کے مشاہدہ وقت ارتقاء فٹ ہونے کے لئے استعمال کیا گیا ہے. اس ماڈل کے مطابق, GRBs تارکیی گر میں انتہائی relativistic بہاؤ کی توانائی منتشر کر رہے ہیں جب پیدا ہوتے ہیں, نتیجے میں تابکاری کے جیٹ طیاروں نظر کی لائن کے لئے احترام کے ساتھ مناسب طریقے سے زاویہ کے ساتھ. توانائی کی رہائی isotropic نہیں ہے کیونکہ collapsar ماڈل ایک کم توانائی کی پیداوار کا اندازہ, لیکن طیاروں کے ساتھ ساتھ توجہ. تاہم, collapsar واقعات کی شرح تابکاری جیٹ طیاروں GRBs کے طور پر ظاہر ہو سکتے ہیں جس کے اندر اندر ٹھوس زاویہ کے حصہ کے لئے درست کیا جا کرنے کے لئے ہے. GRBs ایک بار ایک دن کی شرح سے تقریبا مشاہدہ کر رہے ہیں. اس طرح, GRBs powering کے Cataclysmic واقعات کی متوقع شرح کے حکم کی ہے 10^410^6 فی دن. کیونکہ شرح اور اندازے کے مطابق توانائی کی پیداوار کے درمیان اس الٹا تعلقات کی, پایا GRB فی کل توانائی جاری ہی رہتا ہے.

ہم سپرسونک رفتار میں آواز کا بوم کی طرح اثر انداز کے طور پر ایک GRB کے بارے میں سوچتے ہیں تو, فرض کے Cataclysmic توانائی کی ضرورت ضرورت سے زیادہ ہو جاتا ہے. سپرسونک چیز کے ہمارے خیال کی ایک اور خصوصیت ہم ایک ہی وقت کے طور پر دو مختلف جگہ پر آواز کے ذریعہ سن ہے, ساخت، پیکر میں سچتر طور پر 2. سپرسونک چیز کی رفتار میں دو مختلف مقامات پر خارج آواز کی لہروں کے وقت میں ایک ہی فوری طور پر مبصر تک پہنچنے کی وجہ یہ عجیب اثر جگہ لیتا ہے. اس اثر کا نتیجہ آواز کے ذرائع کی ایک symmetrically میں چلی جوڑی کا تصور ہے, جس, luminal دنیا میں, تشاکلی ریڈیو ذرائع کی ایک اچھی وضاحت ہے (کہکشاں نابیک یا DRAGN ساتھ منسلک ڈبل ریڈیو ذریعہ).

superluminality
اعداد و شمار 2:. اعتراض سے اڑ رہی ہے کرنے کے لئے A کے ذریعے اور B ایک مسلسل سپرسونک رفتار میں. اعتراض اس سفر کے دوران کی آواز اخراج کہ ذرا تصور کریں. نقطہ پر خارج آواز (قریب ترین نقطہ نظر کے نقطہ کے قریب ہے جو B) مبصر پر پہنچ جاتا ہے O آواز پہلے خارج سے پہلے . فوری طور پر جب ایک پہلے نقطہ پر آواز مبصر تک پہنچ جاتا ہے, بہت بعد موڑ پر خارج آواز A بھی پہنچ جاتا ہے O. تو, میں خارج آواز A اور ایک ہی وقت میں مبصر تک پہنچ جاتا ہے, تاثر دے چیز ایک ہی وقت میں ان دو مقامات پر ہے کہ. دوسرے الفاظ میں, مبصر دو اشیاء سے دور منتقل سنتا کی بجائے ایک حقیقی چیز.

ریڈیو ذرائع عام طور پر تشاکلی ہیں اور galactic کور کے ساتھ منسلک کیا لگتا ہے, خلائی وقت singularities یا نیوٹران ستارے کے وقت سمجھا توضیحات. فعال کہکشاں نابیک کے ساتھ منسلک اس طرح کی اشیاء کی مختلف اقسام (AGN) گزشتہ پچاس سال میں پایا گیا. اعداد و شمار 3 ریڈیو کہکشاں Cygnus ایک سے پتہ چلتا ہے, اس طرح کے ایک ریڈیو کے ذریعہ اور مائباشالی ریڈیو اشیاء میں سے ایک کی ایک مثال. اس کی خصوصیات میں سے سب سے زیادہ extragalactic ریڈیو ذرائع کے عام ہیں: تشاکلی ڈبل گوشے, ایک کور کا اشارہ, lobes اور hotspots کے کھلانے جیٹ طیاروں کی ایک ظہور. کچھ محققین زیادہ تفصیلی kinematical خصوصیات کی اطلاع دی ہے, اس طرح کے lobes میں hotspots میں مناسب تحریک کے طور پر.

تشاکلی ریڈیو ذرائع (کہکشاں یا extragalactic) اور GRBs مکمل طور پر مختلف مظاہر کرنے کے لئے ظاہر ہو سکتا ہے. تاہم, ان cores کی چوٹی توانائی میں اسی وقت ارتقاء ظاہر, لیکن کافی مختلف وقت constants کی کے ساتھ. GRBs کے سپیکٹرا تیزی سے تیار \gamma ایک نظری یا آریف afterglow کے خطے, ایک ریڈیو کے ذریعہ کی hotspots میں سے ورنکرم ارتقاء کے لئے اسی طرح وہ گوشے کو کور سے منتقل کے طور پر. دیگر مماثلت حالیہ برسوں میں توجہ اپنی طرف متوجہ کرنے کے لئے شروع کر دیا ہے.

یہ مضمون ایک غیر حقیقی کے درمیان مماثلت ڈالی “luminal” بوم اور ان دو astrophysical مظاہر, اس طرح ایک luminal بوم Lorentz invariance کی طرف سے حرام ہے، اگرچہ. ان دو مظاہر یکجا کہ ایک ماڈل میں ایک فرضی luminal بوم نتائج کی ایک مثال کے طور پر GRB علاج اور ان کی kinematics کے تفصیلی پیشن گوئی ہے.

CygA
اعداد و شمار 3:.hyperluminous ریڈیو کہکشاں Cygnus ایک میں ریڈیو جیٹ اور گوشے. دو lobes میں hotspots میں, بنیادی علاقے اور جیٹ طیاروں واضح طور پر دیکھ سکتے ہیں. (NRAO / AUI کی ایک تصویر سوپیی سے پیش.)

نتائج

اس مضمون میں, ہم ایک سپرسونک اعتراض کے spatio- دنیاوی ارتقاء دیکھا (میں اس کی پوزیشن اور ہم نے سن آواز فریکوئنسی دونوں). ہم روشنی کے حساب میں توسیع کرنے کے لئے تھے تو ہم اس کے قریب سے GRBs اور DRAGNs ملتا ہے کہ ظاہر ہوتا ہے, ایک luminal بوم superluminal تحریک واجب کرے گا اور اس وجہ سے حرام ہے اگرچہ.

اس مشکل کے باوجود, ہم بلک superluminal تحریک کی بنیاد پر ریڈیو ذرائع کی طرح ایک متحدہ ڈے گاما رے پھٹ کے لئے ماڈل اور جیٹ پیش. ہم ہمارے وژن کے میدان بھر میں پرواز ایک superluminal اعتراض ایک مقررہ کور سے دو اشیاء کی تشاکلی علیحدگی کے طور پر ہم پر ظاہر کرے گا ظاہر ہوتا ہے کہ. تشاکلی جیٹ طیاروں اور GRBs کے لئے ماڈل کے طور پر اس حقیقت کا استعمال کرتے ہوئے, ہم quantitatively کی ان کی Kinematic خصوصیات کی وضاحت. خاص طور پر, ہم hotspots میں علیحدگی کے زاویہ وقت میں PARABOLIC ظاہر ہوا ہے کہ, اور دو hotspots میں redshifts ایک دوسرے کے تقریبا ایک جیسی تھیں. hotspots میں سپیکٹرا ریڈیو فریکوئنسی کے علاقے میں ہیں کہ یہاں تک کہ حقیقت hyperluminal تحریک اور ایک عام ستارے کا سیاہ جسم تابکاری کے نتیجے redshift پیٹ پر سنبھالنے کی طرف سے بیان کی گئی ہے. ایک superluminal اعتراض کے سیاہ جسم تابکاری کے وقت ارتقاء GRBs اور ریڈیو ذرائع میں مشاہدہ سپیکٹرا کی نرمی کے ساتھ مکمل طور مطابق ہے. اس کے علاوہ, ریڈیو ذرائع کے بنیادی علاقوں میں اہم بلیو تبدیلی کیوں ہے ہمارے ماڈل کی وضاحت کرتا ہے, ریڈیو ذرائع نظری کہکشاؤں کے ساتھ منسلک کرنے کے لئے لگ رہے ہو اور کیوں GRBs ان کے آسنن ظہور کی کوئی پیشگی اشارہ کے ساتھ بے ترتیب پوائنٹس پر ظاہر کیوں.

اس دنیا میں مسائل کو حل نہیں کرتا ہے اگرچہ (superluminality کی اصل), ہمارے ماڈل ہم فرضی superluminal تحریک خبر کس طرح کی بنیاد پر ایک دلچسپ آپشن پیش. ہم DRAGNs اور GRBs سے موجودہ اعداد و شمار کو ان کی پیشن گوئی کا ایک سیٹ پیش کیا اور مقابلے. اس طرح کے کور کے blueness طور پر کی خصوصیات, گوشے کے توازن, عارضی \gamma اور ایکس رے پھٹ, جیٹ ساتھ سپیکٹرا کے ماپا ارتقاء تمام ادراکی اثرات کے طور پر اس ماڈل میں قدرتی اور سادہ وضاحت مل. اس ابتدائی کامیابی سے حوصلہ افزائی, ہم ان astrophysical مظاہر کے لئے ایک ماڈل کے طور پر کام کر رہے ہیں luminal بوم کی بنیاد پر ہمارے ماڈل کو قبول کر سکتے ہیں.

یہ ادراکی اثرات روایتی طبیعیات کے طور پر ظاہر کی خلاف ورزیوں بہانا کر سکتے ہیں پر زور دیا جائے ہے. اس طرح اثر انداز کی ایک مثال ظاہر superluminal تحریک ہے, یہ اصل میں منایا گیا بھی پہلے ساپیکشتا کے خصوصی اصول کے تناظر میں وضاحت کی اور متوقع تھا جس. superluminal تحریک کے مشاہدے اس مضمون میں پیش کام کے پیچھے نقطہ اغاز تھا اگرچہ, کوئی ہمارے ماڈل کی موزونیت کا اشارہ کا مطلب ہے کی طرف سے یہ ہے. ایک آواز کا بوم اور spatio دنیاوی اور ورنکرم ارتقاء میں ایک فرضی luminal بوم درمیان مماثلت ایک عجیب طور پر یہاں پیش کیا جاتا ہے, شاید مریض ہی سہی, ہمارے ماڈل کے لئے فاؤنڈیشن.

ایک کر سکتے ہیں, تاہم, کا کہنا ہے کہ اضافیت کے خصوصی اصول (SR) superluminality کے ساتھ نمٹنے کے نہیں ہے اور, اس وجہ سے, superluminal تحریک اور luminal زوروں SR سے مطابقت نہیں ہیں. آئنسٹائن کی اصل کاغذ کے کھولنے کے بیانات کی طرف سے ثبوت, SR کے لئے بنیادی حوصلہ افزائی میکسویل مساوات کی ایک covariant تشکیل ہے, ایک مربوط تبدیلی جزوی طور پر روشنی کے سفر کے وقت کی بنیاد پر حاصل کی ضرورت ہے (LTT) اثرات, اور جزوی طور پر روشنی کے تمام جمودی فریم کے لئے احترام کے ساتھ ایک ہی رفتار سے سفر مفروضہ پر. LTT پر اس انحصار کے باوجود, LTT اثرات فی الحال SR اطاعت ہے کہ ایک جگہ وقت پر لاگو کرنے کے لئے فرض کر رہے ہیں. SR جگہ اور وقت کی نئی تعریف ہے (یا, عام طور پر, حقیقت) کے لئے میں اس کے دو بنیادی عقائد کو ایڈجسٹ کرنے کے. یہ جگہ وقت کے لئے ایک گہری ساخت ہے کہ ہو سکتا ہے, جس کے SR صرف ہمارے خیال ہے, LTT اثرات کے ذریعے فلٹر. ایک نظری برم کے طور پر ان کے علاج کی طرف SR اطاعت ہے کہ ایک جگہ وقت پر لاگو کیا جا کرنے کے لئے, ہم ان کی گنتی ڈبل ہو سکتا ہے. ہم SR کا سمنوی تبدیلیوں حصے سے میکسویل مساوات ہم مغائرت ہونا disentangling کی طرف سے ڈبل گنتی سے بچنے کے کر سکتے ہیں. الگ الگ LTT اثرات کا علاج (جگہ اور وقت کی بنیادی نوعیت کے ان کے نتائج کی طرف منسوب کیے بغیر), ہم نے اس مضمون میں بیان astrophysical مظاہر کی خوبصورت وضاحت superluminality ایڈجسٹ اور حاصل کر سکتے ہیں. GRBs اور تشاکلی ریڈیو ذرائع کے لئے ہمارے متحدہ وضاحت, اس وجہ سے, مضمرات جہاں تک جگہ اور وقت کی نوعیت کے بارے میں ہمارے بنیادی تفہیم کے طور پر تک پہنچنے ہے.


کی طرف سے تصویر ناسا کے گوڈارڈ تصویر اور ویڈیو