原标题:时间真能倒流?科学家:黑洞形成时释放伽马射线暴似乎能实现
8月27日消息,据国外媒体报道,当一颗巨大的恒星坍缩成为黑洞时,会以超亮伽马射线暴的形式发送“SOS求救信号”。而科学家发现这些神秘信号有一点特殊之处:它们似乎实现了时间的“倒流”。
近日发表的一项新研究发现,这种明亮的光波可以朝着一个方向发射出去,然后按照相反次序、倒过来再发射一遍。
研究人员表示,目前不清楚是什么原因导致这些伽马射线信号具有扭转时间的能力,但与黑洞相关的物理总是这般古怪离奇,所以一切皆有可能。
据NASA表示,伽马射线暴是人类探测到的能量最高的爆炸之一,亮度超过太阳的一百万万亿倍。“伽马射线暴是已知最明亮的自然光源。它们产生的能量比其它任何可释放光线的物体都要多。”美国查尔斯顿学院天体物理学家约翰·哈基拉(Jon Hakkila)指出。
两颗中子星相撞时,会在形成黑洞的过程中释放短暂的伽马射线暴。超新星爆发、即恒星坍缩成黑洞时,则会产生持续时间更长的伽马射线暴。哈基拉指出,这两种伽马射线暴的“大多数能量都是以脉冲形式存在的。”
为了更好地观察其余微弱信号,哈基拉将数据中最明亮的主脉冲剔除了出去。结果发现,“每道脉冲其实还伴随着几道副脉冲”。研究人员发现,每道脉冲都含有三个清晰的峰,光线强度先是增加,随后逐渐减弱,而科学家分析这些数据时发现,这些峰的结构看上去好似镜面中的倒影,先出现的脉冲中率先出现的部分,在随后发生的脉冲中则是最晚出现。
在分析NASA康普顿伽马射线天文台自上世纪90年代以来探测的最明亮的六次伽马射线暴数据时,该团队发现这些射线暴竟呈现出了扭转时间的特征。换句话说,“它们的亮度波动都具有这种特征,就像它们能够伴随着时间倒流、掉头而行一样。”并且无论伽马射线暴时间长短,都拥有这种特征。
这就像你手头有A、B、C三个电灯开关。你先按A、B、C的顺序打开电灯,然后再按C、B、A的顺序关闭电灯。为看清这一特征,研究人员将整个信号截取出来,先是把它“拉长”,然后从中间对折,就像对折一张纸一样。结果发现,信号强度的增加和减弱刚好能彼此对上,信号的开始和结束也吻合得很好。
“伽马射线暴代表着黑洞的形成。而只要是在黑洞附近,时间、空间、以及时空之间的关系就会变得非常奇怪。”哈基拉表示。虽然这些射线暴可能并不像科幻电影里描述得那么玄乎,也许并不能“扭转时间”,但他并不会轻易排除任何可能性。
不过哈基拉指出,我们也许可以通过观察爆炸冲击波穿过物质时的表现解释这一现象。当恒星爆炸时,随之而来的巨大冲击波会从物质中穿行而过,并按A、B、C的顺序将物质逐个点亮。要想形成时间倒流的信号,冲击波必然要通过某种方式、以相反顺序再次点亮这些物质。
“我只能想到两种可能的方式。”阿基拉补充道。要么冲击波撞上了某种类似镜子的反射面、导致冲击波朝反方向反射回去;要么这些物质的分布方式十分特殊,用普通物理学知识根本说不通。阿基拉还表示,若能理解这一机制,将帮助我们更好地认识恒星的死亡过程。
不过,并非人人都相信这些伽马射线暴信号的特殊规律可以用“时间倒流”来解释,“我很赞赏论文作者所做的巨大努力,但他们的研究框架可能存在一定缺陷。”内华达大学高能天体物理学教授Bing Zhang表示。
这种“时间倒流”的信号结构的基础是,研究人员假定每次伽马射线暴都“由几道清晰明确的脉冲构成”,且每道脉冲的形状都可以用数学等式来描述。但这些脉冲的形状和性质可能比简单的数学公式复杂得多,因此研究人员发现的所谓“三峰脉冲”在实际中可能并不存在。Bing Zhang教授指出:“也许他们的镜面假说是正确的,但目前还缺乏直接的支持证据。”总之,我们探索的脚步离黑洞越近,情况就越神秘离奇。
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