Gamma staru pārrāvumi, spēcīgi gaismas zibspuldzes ir spilgtākie notikumi mūsu Visumā, kas ilgst ne ilgāk kā dažas sekundes vai minūtes. Daži no tiem ir tik spilgti, ka tos var novērot ar neapbruņotu aci, piemēram, GRB 080319B pārsprāgšanu, ko 2008. gada 19. martā atklāja NASA Swift GRB Explorer misija.
Bet, neskatoties uz intensitāti, zinātnieki nezina gamma staru pārrāvumu parādīšanās iemeslu. Daži cilvēki parasti uzskata, ka šie ir svešu civilizāciju vēstījumi. Un tagad zinātniekiem ir izdevies laboratorijā atjaunot gamma staru pārrāvumu mini versiju, paverot pilnīgi jaunu veidu, kā izpētīt to īpašības. Rezultāti tika publicēti Physical Review Letters.
Viens no gamma staru pārrāvumu rašanās iemesliem ir tāds, ka tie kaut kā dzimst daļiņu strūklas izmešanas procesā, ko rada masīvi astrofiziski objekti, piemēram, melnie caurumi. Tas padara gamma staru pārrāvumus ārkārtīgi interesantus astrofiziķiem. Izpētot tos detalizēti, varētu atklāt galvenās melno caurumu īpašības, kurās šie signālradi rodas.
Melno caurumu izstarotie stari galvenokārt sastāv no elektroniem un to "antimateriālajiem" pavadoņiem, pozitroniem. Visām daļiņām ir antimateriāls, kas tām ir identisks visā, izņemot lādiņu. Šādām sijām jābūt spēcīgiem magnētiskajiem laukiem. Šo daļiņu rotācija laukā rada spēcīgus gamma starojuma pārrāvumus. Vismaz to prognozē mūsu teorijas. Bet neviens nezina, kā šiem laukiem vajadzētu piedzimt.
Diemžēl šo pieaugumu izpētē ir vairākas problēmas. Viņi ne tikai dzīvo ļoti maz, bet - un tas ir visproblemātiskākais -, un ir dzimuši tālās galaktikās, dažreiz miljarda gaismas gadu attālumā no Zemes.
Tāpēc jūs paļaujaties uz kaut ko, kas ir neticami tālu, parādās nejauši un dzīvo dažas sekundes. Tas ir tāpat kā mēģināt izdomāt, no kā tiek izgatavota svece, kurai ir tikai sveču dzirksteles, kuras ik pa laikam iedegas tūkstošiem kilometru attālumā.
Visspēcīgākais lāzers pasaulē
Reklāmas video:
Nesen tika ierosināts, ka labākais veids, kā izdomāt, kā rodas gamma staru pārrāvumi, ir simulēt tos nelielā mērogā laboratorijā, izveidojot nelielu elektronu-pozitronu staru avotu, un novērot, kā tie paši attīstās. Zinātniekiem no ASV, Francijas, Lielbritānijas un Zviedrijas ir izdevies izveidot nelielu šīs parādības versiju, izmantojot visspēcīgākos Zemes lāzerus, piemēram, Gemini lāzeru, kas pieder Rutherford-Appleton laboratorijai Anglijā.
Cik spēcīgs ir spēcīgākais lāzers uz Zemes? Paņemiet visu saules enerģiju, kas aptver visu Zemi, un saspiediet to līdz dažiem mikroniem (cilvēka matu biezumam), un jūs iegūstat Gemini lāzera šāviena spēku. Izdarot sarežģītu mērķi ar lāzeru, zinātnieki spēja atbrīvot īpaši ātras un blīvas astrofizisko strūklu kopijas un radīt īpaši ātras viņu uzvedības animācijas. Rezultāts ir satriecošs: Zinātnieki ir paņēmuši īstu strūklu, kas stiepjas tūkstošiem gaismas gadu, un saspiež to līdz dažiem milimetriem.
Pirmoreiz zinātnieki varēja novērot galvenās parādības, kurām ir liela nozīme gamma staru pārrāvumu radīšanā, piemēram, magnētisko lauku pašizveidošanās, kas ilgst ilgu laiku. Tas ļāva apstiprināt dažas galvenās teorētiskās prognozes par šo lauku stiprumu un izplatību. Mūsu pašreizējais modelis, kas tiek izmantots, lai izprastu gamma staru pārrāvumus, ir uz pareizā ceļa.
Šis eksperiments būs noderīgs ne tikai gamma staru pārrāvumu izpratnei. Materiāls, kas sastāv no elektroniem un pozitroniem, ir ārkārtīgi interesants matērijas stāvoklis. Kopējo lietu uz Zemes veido galvenokārt atomi: smagi, pozitīvi lādēti kodoli, ko ieskauj gaismas negatīvi lādētu elektronu mākoņi.
Sakarā ar neticamo svara atšķirību starp šiem diviem komponentiem (vieglākais kodols sver 1836 reizes vairāk nekā elektrons) gandrīz visas parādības, kuras mēs piedzīvojam savā ikdienas dzīvē, rodas no elektronu dinamikas, kuri daudz ātrāk reaģē uz jebkuru ieeju no ārpuses (gaisma), citas daļiņas, magnētiskie lauki utt.), izņemot kodolus. Bet elektronu pozitronu starā abām daļiņām ir vienāda masa, tāpēc reakcijas laika neatbilstība tiek pilnībā novērsta. Tas noved pie daudzām aizraujošām sekām. Piemēram, skaņa neeksistētu elektronu pozitronu pasaulē.
Kāpēc mums pat būtu jāuztraucas par tik tālu notikumiem? Patiesībā ir iemesls, kāpēc. Pirmkārt, izpratne par to, kā rodas gamma staru pārrāvumi, ļaus mums daudz vairāk izprast melnos caurumus un pavērt lielu logu, lai saprastu, kā izveidojās mūsu Visums un kā tas attīstīsies. Otrkārt, ir smalkāks iemesls. SETI - ārpuszemes intelekta meklēšana - meklē svešu civilizāciju ziņojumus, mēģinot uztvert elektromagnētiskos signālus no kosmosa, kurus nevar izskaidrot dabiskā veidā (galvenokārt radioviļņi, bet ar šo starojumu saistīti arī gamma staru pārrāvumi).
Protams, ja jūs norādāt detektoru kosmosā, jūs saņemat daudz dažādu signālu. Bet, lai izolētu inteliģentu būtņu pārnešanu, vispirms jāpārliecinās, vai ir zināmi visi dabiskie avoti, kurus var un vajadzētu izslēgt. Jaunais pētījums palīdzēs mums izprast melno caurumu un pulsa izmešu daudzumu, tāpēc, kad mēs viņus atkal paklupam, mēs zinām, ka tie nav citplanētieši.
Iļja Khel