Podemos explicar.
O tempo, até onde sabemos, se move em apenas uma direção. Mas em 2018, os pesquisadores descobriram eventos em alguns dos pulsos de explosão de raios gama que se repetiam como se estivessem voltando no tempo.
Hoje, novas pesquisas fornecem uma resposta sobre o que pode causar esse efeito de reversibilidade do tempo. Se as ondas em jatos relativísticos que produzem rajadas de raios gama viajam mais rápido que a luz – em velocidades “superluminais” – um efeito pode ser a reversibilidade no tempo.
Essas ondas aceleradas podem de fato ser possíveis. Sabemos que quando a luz passa por um meio (como gás ou plasma), sua velocidade de fase é ligeiramente mais lenta do que a velocidade da luz no vácuo e, até onde sabemos, o limite de velocidade do universo.
Conseqüentemente, a onda pode viajar através da explosão do jato de raios gama em velocidades superluminais sem quebrar a relatividade. Mas para entender isso, precisamos olhar para a origem dessas chamas.
Explosões de raios gama são as explosões mais energéticas do universo. Eles podem durar de alguns milissegundos a várias horas, são excepcionalmente brilhantes e ainda não temos uma lista exaustiva de suas causas.
Sabemos por observações de colisões de estrelas de nêutrons em 2017 que essas colisões podem criar explosões de raios gama. Os astrônomos também acreditam que tais explosões ocorrem quando uma estrela massiva e girando rapidamente cai em um buraco negro, ejetando material violentamente para o espaço circundante em uma hipernova colossal.
O buraco negro é cercado por uma nuvem de material de acreção ao redor do equador; se girar rápido o suficiente, o recuo do material inicialmente explodido resultará no disparo de jatos relativísticos das regiões polares, explodindo através da camada externa da estrela progenitora para criar explosões de raios gama.
Agora vamos voltar para aquelas ondas que viajam mais rápido que a luz.
Sabemos que quando se movem em um meio, as partículas podem se mover mais rápido que a luz. Este fenômeno é responsável pela famosa radiação Cherenkov, muitas vezes percebida como um brilho azul característico. Esse brilho – um 'boom de luz' – ocorre quando partículas carregadas, como elétrons, se movem mais rápido do que a velocidade de fase da luz.
Os astrofísicos John Hakkila do College of Charleston e Robert Nemiroff da Michigan Technological University acreditam que o mesmo efeito pode ser observado em jatos de rajadas de raios gama e realizaram simulações matemáticas para demonstrar como isso acontece.
“Neste modelo, uma onda de choque em um jato em expansão de radiação gama é acelerada da luz para velocidades superluminais ou diminui de superluminal para luz”, eles escrevem em seu artigo.
'A onda de choque interage com o ambiente, criando Cherenkov e / ou outra radiação quando se move mais rápido do que a velocidade da luz naquele ambiente, e outros mecanismos (como radiação de choque termicamente Compton ou síncrotron) quando se move mais devagar do que a velocidade da luz.
'Essas transições criam como a curva de luz da explosão de raios gama no tempo para trás no processo de duplicação da imagem relativística.'
Acredita-se que essa duplicação da imagem relativística ocorra em detectores Cherenkov. Quando uma partícula carregada se movendo a uma velocidade próxima à velocidade da luz atinge a água, ela se move mais rápido do que a radiação Cherenkov que gera e, portanto, poderia hipoteticamente terminar em dois lugares ao mesmo tempo: uma imagem parece avançar no tempo, e o outro se move na direção oposta.
Lembre-se de que essa duplicação ainda não foi observada experimentalmente. Mas se isso acontecer, criará uma reversibilidade no tempo, observada nas curvas de luz da radiação gama, surgindo no caso em que uma onda de choque passando por um meio reativo acelera a velocidades que excedem a velocidade da luz, e diminui para a velocidade da luz.
Os pesquisadores presumiram que o impactador responsável por criar a explosão de raios gama seria uma onda em grande escala causada por, digamos, uma mudança na densidade ou no campo magnético. Isso exigirá uma análise mais aprofundada.
“Os modelos GRB padrão negligenciam as propriedades reversíveis no tempo da curva de luz”, disse Hakkila. “O movimento do jato superluminal explica essas propriedades, ao mesmo tempo que mantém muitas das características padrão do modelo.”
O estudo foi publicado no Astrophysical Journal.
