Záblesky paprsků gama, silné záblesky světla, jsou nejjasnější události v našem vesmíru, které netrvají déle než několik sekund nebo minut. Některé jsou tak jasné, že je lze pozorovat pouhým okem, jako je výbuch GRB 080319B detekovaný misí Swift GRB Explorer NASA 19. března 2008.
Ale navzdory své intenzitě vědci nevědí, proč se objevují výbuchy gama paprsků. Někteří lidé obecně věří, že se jedná o zprávy od mimozemských civilizací. Vědci tak dokázali v laboratoři znovu vytvořit mini-verzi výbuchů gama paprsků a objevili zcela nový způsob studia jejich vlastností. Výsledky byly zveřejněny v dopisech Physical Review Letters.
Jedním z důvodů výskytu výbuchů gama paprsků je to, že jsou nějakým způsobem generovány vyhazováním proudů částic vytvořených masivními astrofyzikálními objekty, jako jsou černé díry. Díky tomu jsou paprsky gama záření pro astrofyziky velmi zajímavé. Jejich podrobné zkoumání by mohlo odhalit klíčové vlastnosti černých děr, ve kterých se tyto světlice rodí.
Paprsky emitované černými dírami se skládají hlavně z elektronů a jejich „antimateriálních“společníků, pozitronů. Všechny částice mají antihmotu, které jsou s nimi stejné ve všem kromě náboje. Takové paprsky musí mít silná magnetická pole. Rotace těchto částic v poli způsobuje silné výbuchy gama záření. Alespoň to předpovídají naše teorie. Ale nikdo neví, jak by se tato pole měla narodit.
Bohužel existuje několik problémů se studiem těchto vln. Žijí jen velmi málo, ale - a to je nejproblematičtější - a rodí se ve vzdálených galaxiích, někdy miliardách světelných let od Země.
Proto se spoléháte na něco, co je neuvěřitelně daleko, objevuje se náhodou a žije několik sekund. Je to jako snažit se zjistit, z čeho je svíčka vyrobena, mít jen jiskry svíček, které se čas od času rozsvítí tisíce kilometrů.
Nejvýkonnější laser na světě
Propagační video:
Nedávno bylo navrženo, že nejlepším způsobem, jak zjistit, jak se rodí gama záblesky, je simulovat je v malém měřítku v laboratoři vytvořením malého zdroje elektron-pozitronových paprsků a sledovat, jak se vyvíjejí samostatně. Vědci z USA, Francie, Velké Británie a Švédska dokázali vytvořit malou verzi tohoto jevu pomocí nejvýkonnějších laserů na Zemi, jako je Gemini laser patřící do Rutherford-Appleton Laboratory v Anglii.
Jak silný je nejsilnější laser na Zemi? Vezměte veškerou sluneční energii, která pokrývá celou Zemi a stlačte ji na několik mikronů (tloušťka lidských vlasů) a získáte sílu laserového záběru Gemini. Vědci dokázali pomocí laserového zásahu do komplexního cíle uvolnit ultrarychlé a husté kopie astrofyzikálních trysek a vytvořit ultrarychlé animace jejich chování. Výsledek je překvapivý: Vědci vzali skutečný paprsek, který se táhne tisíce světelných let a stlačil ho na několik milimetrů.
Poprvé byli vědci schopni pozorovat klíčové jevy, které hrají důležitou roli při vytváření záblesků gama paprsků, jako je vlastní generace magnetických polí, která vydrží dlouho. To umožnilo potvrdit některé hlavní teoretické předpovědi o síle a distribuci těchto polí. Náš současný model, který se používá k porozumění výbuchu gama paprsků, je na správné cestě.
Tento experiment bude užitečný nejen pro porozumění výbuchu paprsků gama. Hmota složená z elektronů a pozitronů je mimořádně zajímavým stavem hmoty. Běžnou hmotou na Zemi jsou většinou atomy: těžká, pozitivně nabitá jádra obklopená mračny lehkých negativně nabitých elektronů.
Vzhledem k neuvěřitelnému rozdílu v hmotnosti mezi těmito dvěma složkami (nejlehčí jádro váží 1 836krát více než elektron), téměř všechny jevy, které zažíváme v našem každodenním životě, pramení z dynamiky elektronů, které reagují mnohem rychleji na jakýkoli vstup zvenčí (světlo), jiné částice, magnetická pole atd.) než jádra. Ale v elektron-pozitronovém paprsku mají obě částice stejnou hmotnost, takže je zcela eliminován nesoulad v reakční době. To vede k mnoha fascinujícím důsledkům. Například zvuk by ve světě elektron-pozitronů neexistoval.
Proč bychom se měli dokonce bát takových vzdálených událostí? Ve skutečnosti existuje důvod. Zaprvé, pochopení toho, jak se rodí gama paprsky, nám umožní pochopit mnohem více o černých dírách a otevřít velké okno, abychom pochopili, jak náš vesmír vznikl a jak se bude vyvíjet. Za druhé, existuje jemnější důvod. SETI - hledání mimozemské inteligence - hledá zprávy od mimozemských civilizací, snaží se zachytit elektromagnetické signály z vesmíru, které nelze vysvětlit přirozeným způsobem (hlavně radiové vlny, ale s tímto zářením jsou spojeny také gama paprsky).
Samozřejmě, pokud nasměrujete detektor do vesmíru, získáte mnoho různých signálů. Abychom však izolovali přenos inteligentních bytostí, musíte se nejprve ujistit, že jsou známy všechny přírodní zdroje, které lze a měly by být vyloučeny. Nová studie nám pomůže pochopit emise z černých děr a pulsarů, takže když na ně znovu narazíme, víme, že nejsou mimozemšťané.
Ilya Khel