超光速的探索，跟随宇宙的碰撞，一起来发现隐藏背后的真相

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超快速喷气机是一种视错觉，但可以解释宇宙中最高的能量爆炸。

图解：一个艺术家对碰撞的中子星后果的印象，一个喷射赛车在一个缓慢移动的喷射茧和一个被称为绿色引力波的“时空”涟漪之前。

在引力波和光线中看到的第一次宇宙碰撞也产生了喷射，其速度比光本身快四倍。

似乎两个中子星之间的相遇（称为GW170817）不是一个极端的事件，它也可能有助于解释宇宙中最高能量爆炸的性质，称为短伽马射线爆发（SGRBs）。 2019年发表在“自然”杂志上的一篇论文称，它们可能是由于这种碰撞引起的相对论材料的喷射。

即使在相对论的速度下，在150天的时间内，当在其主星系中距离1.3亿光年远时，喷气机的运动看起来很小。 它的旅程大约相当于一粒米的一端与另一端之间的距离，如果米在国际空间站上并且观察者在地球上。

为了检测GW170817发出的微小变化，需要结合三个无线电设施 - 美国夏威夷的超长基线阵列（VLBA），美国新墨西哥州的Karl G Jansky超大阵列（VLA）以及Robert C Byrd Green Bank 美国西弗吉尼亚州的望远镜（GBT） - 有效地创建了一个横跨全球的干涉仪。在引力波事件发生后的第75天和第230天之间，射流的无线电图像似乎已经穿过2.7毫秒 - 相当于1.3光年 - 仅155天。

图解：左图展示出引力波源的几个90%可靠区域的正投影区域，它们分别来自LIGO（浅绿色），初始LIGO-Virgo定位（深绿色），来自费米与INTEGRAL时间延迟得到的三角定位（浅蓝色），费米GBM（深蓝色）。经过放大后的右上图与右下图展示了宿主星系NGC 4993的位置，右上图是并合事件的10.9小时后的斯沃普影像,右下图是在并合事件的20.5天前的DLT40影像。细十字线标示暂现源的位置。

包括所有其他相关因素在内，该团队“测得的明显运动速度比光速快四倍。 这种被称为超光速运动的错觉，当射流几乎指向地球并且射流中的物质接近光速时，就会产生这种错觉，” 来自美国加州理工学院的首席创始人解释到。但是，这比光更快， 或“超光速”，运动并不代表爱因斯坦着名的狭义相对论理论的崩溃，而实际上是一种视错觉。

图解：两个中子星并合的艺术绘图。

如果喷气机几乎指向我们，那么在第75天和第230天的两个测量位置不仅仅是远离碰撞，而且还向我们移动。 这意味着第230天的位置比我们想象的更接近，所以当我们将它投射到与源相同的距离以推断“侧向运动”时，我们推断出更大的速度。

图解：哈勃空间望远镜观测到千新星的光波，在6天内，从8月22日至28日，缓慢地变得黯淡，如内图所示。

来自澳大利亚斯威本科技大学的天体物理学家Adam Deller表示，要推断出如此高的表观速度意味着“这种喷射很可能是非常狭窄的，最多五度宽，并且指向距地球方向仅20度。显然，这显然 “超光速”侧向运动，喷射器中的材料也必须以超过97％的光速向外喷射。“

两颗中子星的碰撞产生了一个令人难以置信的能量事件，最初是在引力波中看到的，然后是在电磁波谱中可见的扩展的“茧”物质。 大约60天后，双喷气机在相对论速度下成功地突破并最终产生了这种明显的超光速运动。

图解：横轴为并和事件后之日数，纵轴为两种星等，曲线图展示出千新星 GW170817 在通过几种滤色器后被测量到的光学亮度，不同颜色的曲线展示不同频率光波的光学亮度。该星体的蓝色光快速地变得黯淡，而近红外线则先稍为变得明亮，然后再缓慢地变得黯淡。在4个星期期间，由于被发射出的各种颜色的光波变暗的速率不同，整个星体的颜色从非常蓝变为非常红。

这些喷流产生高度聚焦的发射光束，这是爱因斯坦的狭义相对论预测的相对论效应，可以使这些事件成为宇宙中最明亮的已知爆炸。

天文学家长期目睹这种极端事件，称为短伽马射线爆发，而GW170817加强了它们与碰撞中子星之间的联系。

狭窄聚焦的射流碰巧接近地球的可能性很少，这项工作表明，每次GW170817类似的事件都指向我们，千万不要。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. JAMES JOSEPHIDES，SWINBURNE-李雪洁

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本文选自：今日头条