SAN DIEGO — Jos olet valoa, on melko helppoa matkustaa omalla nopeudellasi – eli 186 282 mailia sekunnissa tai 299 800 kilometriä sekunnissa.
Mutta jos olet materiaa, asia on aivan toinen.
Mikään tuntemamme aine ei kulje valoa nopeammin. Einstein sanoi lähes 100 vuotta sitten, ettei se ole mahdollista. Meille nopeusrajoitus on oudon järkevä: Jos menisit valoa nopeammin, voisit palata takaisin ennen kuin olet lähtenyt, muuttua omaksi isoisäksi tai tehdä muita kosmisen logiikan harppauksia.
Satakunta vuotta eteenpäin. Tähtitieteilijät mittaavat nyt asioita – materiaa, materiaa, asioita – jotka liikkuvat niin lähellä valonnopeutta, että voisi ajatella sen hermostuttavan Einsteinia. Hänen suhteellisuusteoriaansa nämä hurjat nopeudet eivät kuitenkaan näytä vaarantavan.
Maailmankaikkeuden nopeusdemonien joukossa on Jupiterin kokoisia kuuman kaasun pötköjä, jotka ovat upotettuina hyperaktiivisista galakseista, joita kutsutaan blazareiksi, sinkoutuviin ainevirtoihin. Viime viikolla American Astronomical Societyn kokouksessa tutkijat ilmoittivat, että he olivat mitanneet blazar-suihkuissa olevia rakeita, jotka kiitävät avaruuden halki 99,9 prosentin valonnopeudella.
”Tämä kertoo meille, että näiden galaksien ytimissä tapahtuvat fysikaaliset prosessit … ovat äärimmäisen energisiä ja kykenevät liikuttamaan ainetta hyvin lähelle absoluuttista kosmista nopeusrajaa”, sanoo Glenn Piner Whittier Collegesta Whittierissä, Kaliforniassa.
Pohdi plasmaksi kutsutun nopeasti liikkuvan ylikuumennetun kaasun voimaa:
”Keilapallon kiihdyttämiseen näissä blazareissa äskettäin mitattuun vauhtiin vaadittaisiin kaikki maailmassa tuotettu energia kokonaisen viikon ajaksi”, Piner sanoo. ”Ja näissä suihkuissa olevat plasmatäplät ovat vähintään yhtä massiivisia kuin suuri planeetta.”
Blasarisuihkut kulkevat maailmankaikkeudessa nopeassa seurassa. Itse asiassa hieman nopeammin.
Toisessa kokouksessa esitellyssä tutkimuksessa erittäin korkeaenergiset kosmiset säteet, joiden uskotaan olevan peräisin galaksiryhmien törmäyksestä, iskeytyvät Maan ilmakehään yli 99,9 prosentin valonnopeudella. Mittausten mukaan luku on 99,9, jota seuraa vielä 19 ysiä – niin lähelle valonnopeutta kuin vain voi päästä ilman hiusten halkomista.
Hiukkaset eivät ole valoa, vaan todellista materiaa. Ne ovat pieniä, ja niiden uskotaan olevan enimmäkseen protoneja, mutta niitä liikkeelle paneva energia on yhtä fantastista, ja mekanismit saattavat olla toisiinsa kietoutuneita.
Tutkijat eivät kuitenkaan vieläkään tiedä tarkkoja mekanismeja, joilla aine kiihdytetään näin suuriin nopeuksiin. Blazareiden tapauksessa kyseessä näyttää olevan musta aukko. Aktiivista galaksia ankkuroiva supermassiivinen musta aukko vetää kaasua sisäänpäin. Osa kaasusta nielaistaan, mutta osa yksinkertaisesti kiihdytetään ja heitetään ulos suurnopeussuihkuina galaksin pyörimisakselia pitkin. Voimakkailla, kieroutuneilla magneettikentillä voi olla osuutta asiaan.
Joitakin erittäin korkeaenergisiä kosmisia säteitä saattaa syntyä blazar-suihkuissa, Piner kertoi SPACE.com-sivustolle. Mutta muut ilmiöt voivat toimia hiukkaskiihdyttiminä avaruudessa, kuten sulautuvat galaksit tai törmäävät mustat aukot.
Piner kollegoineen havainnoi kolmea blazaria, joiden tiedetään aiempien havaintojen perusteella olevan supernopeita, käyttäen National Science Foundationin Very Long Baseline Array -radioobservatoriota.
Tulokset vahvistavat aiempaa työtä ja määrittävät nopeudet entistä tarkemmin. Plasmapilvien ilmiömäinen vauhti näyttää saavuttaneen rajansa.
”Kaikki blazar-suihkuhavainnoista saadut tulokset ovat sopusoinnussa Einsteinin erityissuhteellisuusteorian kanssa”, Piner sanoi. ”Suihkut kiihtyvät aina valonnopeusrajan reunalle asti, mutta eivät sen yli, vaikka nämä ovat maailmankaikkeuden tehokkaimpia kiihdyttimiä.”
Muut artikkelit viime viikon AAS-kokouksesta:
- Mahdollinen läpimurtotutkimus galaksimme ulkopuolelta tulevasta materiaalista
- Ensimmäiset ääniaallot jättivät jälkensä maailmankaikkeuteen
- Milky Wayn keskusta täynnä mustia aukkoja
- Omituiset avaruusmöhkäleet muuttuvat yhä salaperäisemmiksi
- Tähtitieteilijät luottavaisia: Planeetta Aurinkokunnan ulkopuolella on kuvattu
- Aine ratsastaa mustan aukon avaruus-aika-aallolla
- Luettelo suurimmista tähdistä saa 3 uutta kärkeä