Es una piedra angular de la física moderna que nada en el Universo es más rápido que la velocidad de la luz (C) Sin embargo, la teoría de la relatividad especial de Einstein permite casos en los que ciertas influencias Aparecer viajar más rápido que la luz sin violar la causalidad. Estos son lo que se conoce como "auges fotónicos", un concepto similar a un auge sónico, donde los puntos de luz se mueven más rápido que C.
Y de acuerdo con un nuevo estudio realizado por Robert Nemiroff, profesor de física en la Universidad Tecnológica de Michigan (y co-creador de Astronomy Picture of the Day), este fenómeno puede ayudar a brillar una luz (¡sin juego de palabras!) En el cosmos, ayudándonos a mapear con mayor eficiencia
Considere el siguiente escenario: si un láser se desliza sobre un objeto distante, en este caso, la Luna, el punto de luz láser se moverá a través del objeto a una velocidad mayor que C. Básicamente, la colección de fotones se acelera más allá de la velocidad de la luz a medida que el punto atraviesa la superficie y la profundidad del objeto.
El "auge fotónico" resultante se produce en forma de un flash, que es visto por el observador cuando la velocidad de la luz cae de superluminal a debajo de la velocidad de la luz. Es posible por el hecho de que las manchas no contienen masa, por lo que no violan las leyes fundamentales de la Relatividad Especial.
Otro ejemplo ocurre regularmente en la naturaleza, donde los rayos de luz de un púlsar barren nubes de polvo transportado por el espacio, creando una capa esférica de luz y radiación que se expande más rápido que c cuando cruza una superficie. Lo mismo ocurre con las sombras que se mueven rápidamente, donde la velocidad puede ser mucho más rápida y no restringida a la velocidad de la luz si la superficie es angular.
En una reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Seattle, Washington, a principios de este mes, Nemiroff compartió cómo estos efectos podrían usarse para estudiar el universo.
"Los auges fotónicos ocurren a nuestro alrededor con bastante frecuencia", dijo Nemiroff en un comunicado de prensa, "pero siempre son demasiado breves para darse cuenta. En el cosmos duran lo suficiente como para darse cuenta, ¡pero nadie ha pensado en buscarlos!
Los barridos superluminales, afirma, podrían usarse para revelar información sobre la geometría tridimensional y la distancia de cuerpos estelares como planetas cercanos, asteroides que pasan y objetos distantes iluminados por púlsares. La clave es encontrar formas de generarlos u observarlos con precisión.
Para los fines de su estudio, Nemiroff consideró dos escenarios de ejemplo. El primero involucraba un rayo que era barrido a través de un objeto esférico disperso, es decir, puntos de luz que se movían a través de la Luna y compañeros de púlsar. En el segundo, el haz es barrido a través de una "pared plana dispersa o filamento lineal", en este caso, la Nebulosa Variable de Hubble.
En el primer caso, los asteroides podrían ser mapeados en detalle usando un rayo láser y un telescopio equipado con una cámara de alta velocidad. El láser podría pasar por la superficie miles de veces por segundo y grabarse los destellos. En el último, se observan sombras que pasan entre la estrella brillante R Monocerotis y el polvo reflectante, a velocidades tan grandes que crean auges fotónicos que son visibles durante días o semanas.
Este tipo de técnica de imagen es fundamentalmente diferente de las observaciones directas (que se basan en la fotografía con lentes), el radar y el lidar convencional. También es diferente de la radiación de Cherenkov: radiación electromagnética emitida cuando las partículas cargadas pasan a través de un medio a una velocidad mayor que la velocidad de la luz en ese medio. Un ejemplo de ello es el resplandor azul emitido por un reactor nuclear submarino.
Combinado con los otros enfoques, podría permitir a los científicos obtener una imagen más completa de los objetos de nuestro Sistema Solar e incluso de cuerpos cosmológicos distantes.
El estudio de Nemiroff fue aceptado para su publicación por las Publicaciones de la Sociedad Astronómica de Australia, con una versión preliminar disponible en línea en arXiv Astrophysics
Otras lecturas:
Comunicado de prensa de Michigan Tech
Robert Nemiroff / Michigan Tech
