Tajemnicze ultra-wysokoenergetyczne promienie kosmiczne mogą być generowane nie przez gigantyczne gwiazdy czy blazary z czarnymi dziurami, ale przez egzotyczne "tunele czasoprzestrzenne", tunele w strukturze czasoprzestrzeni. Do takiego wniosku doszli fizycy z Bauman Moscow State Technical University, którzy opublikowali artykuł w bibliotece elektronicznej arXiv.org.
Promienie kosmiczne to elementarne cząstki i jądra atomów różnych pierwiastków, przyspieszane do prędkości bliskich światłu. Od ponad wieku uważane są za jedną z głównych tajemnic nauki i źródeł zagrożeń dla zdrowia astronautów i astronautów.
Jak dotąd naukowcy nie są zgodni co do ich pochodzenia. Niektórzy astronomowie uważają, że cząstki te są przyspieszane w gorących pozostałościach eksplodujących gwiazd wewnątrz Drogi Mlecznej, podczas gdy inni sugerują, że ich źródłem są czarne dziury w odległych galaktykach. Co ciekawsze, trzecia grupa badaczy utrzymuje, że powstają one w wyniku rozpadu cząstek ciemnej materii w centrum galaktyki.
Dwa lata temu fizycy odkryli pierwsze wskazówki, że praktycznie wszystkie takie promienie mają pochodzenie pozagalaktyczne, ponieważ wychwyciły ponad sto kosmicznych naładowanych cząstek o bardzo wysokich energiach. Niemniej jednak ich źródła i typowe dla nich odległości nadal pozostają dla naukowców tajemnicą.
Dwóch rosyjskich fizyków teoretycznych, Alexander Kirillov i Elena Savelova z Bauman Moscow State Technical University w Moskwie, odkryli wskazówki, że najpotężniejsze pozagalaktyczne promienie kosmiczne mogą nie być wytwarzane przez czarne dziury lub gigantyczne gwiazdy, jak sugerowali niedawno naukowcy z NASA, ale przez bardziej egzotyczne obiekty. tak zwane tunele czasoprzestrzenne.
Tym słowem naukowcy określają rodzaj „tuneli” łączących dwa punkty położone w różnych rejonach przestrzeni lub czasu. Pomimo ich fantastycznego opisu, ich istnienie pozwala na teorię względności Einsteina i wszystkie jej główne rozszerzenia.
Z drugiej strony astronomowie nie odkryli jeszcze takich zjawisk. Wynika to z faktu, że do stworzenia takiego tunelu w strukturze czasoprzestrzeni potrzebna jest forma materii, która miałaby ujemną gęstość energii, lub prawie „niewidzialny” obiekt, podobny do czarnej dziury.
Savelova i Kirillov zainteresowali się tym, jak pojawienie się wyjścia lub wejścia do takiego „tunelu czasoprzestrzennego” wpłynie na życie otaczającej przestrzeni i całej galaktyki. Jedną z ich głównych cech, jak zauważyli naukowcy, będzie to, że wiele z tych struktur, które pojawiły się w pierwszych chwilach życia Wszechświata, będzie miało własne pole magnetyczne.
Film promocyjny:
Jego „bieguny” będą zlokalizowane w pobliżu wejścia i wyjścia takiego tunelu, co w znacznym stopniu wpłynie na ruch naładowanych cząstek przez takie kosmiczne tunele czasoprzestrzenne, wychwytując je i zmuszając do ruchu w jednym kierunku.
Jak pokazują obliczenia specjalistów MSTU, jeśli w pobliżu takiego magnetycznego "lejka" pojawi się galaktyczny wiatr, strumień naładowanych cząstek wyrzucony przez supermasywną czarną dziurę w centrum Drogi Mlecznej lub innej "gwiezdnej metropolii", to cały "tunel czasoprzestrzenny" zamieni się w rodzaj akceleratora cząstek.
Jego moc, zdaniem fizyków, wystarcza do przyspieszenia typowych naładowanych cząstek do energii 900 gigaelektronowoltów, co jest porównywalne z siłą, z jaką lecący komar uderza w moskitierę oraz siłą zderzeń w eksperymentach w LHC.
Za istnieniem takich „tuneli czasoprzestrzennych”, jak zauważają badacze, przemawia jednocześnie kilka czynników. Na przykład w przestrzeni międzygalaktycznej i międzygwiazdowej w ostatnich latach astronomowie odkryli wiele obszarów z silnymi polami magnetycznymi, które pojawiły się znikąd.
Ponadto chińskie obserwatorium orbitalne DAMPE, które monitoruje ultra-wysokoenergetyczne cząstki, zarejestrowało dwa lata temu gwałtowny i niewytłumaczalny spadek liczby promieni kosmicznych o energiach powyżej 900 GeV.
Następnie naukowcy uznali tę anomalię za ślad rozpadu ciemnej materii w centrum Drogi Mlecznej i innych galaktyk. Rosyjscy fizycy uważają, że jego prawdziwym źródłem mogą być „tunele czasoprzestrzenne”, które generują dużą liczbę promieni kosmicznych o stosunkowo niskich energiach.
Jak mogę przetestować ten pomysł? Zdaniem fizyków każdy „tunel czasoprzestrzenny” będzie miał swoje własne ograniczenie maksymalnej energii cząstek, co zostanie odzwierciedlone w strukturze ich widma. Jeśli dalsze obserwacje ultrawysokich energii promieniowania kosmicznego wskażą na istnienie innego podobnego „niepowodzenia”, to teoria Savelovej i Kirillova otrzyma pierwsze potwierdzenie swojej poprawności.