มันเป็นรากฐานสำคัญของฟิสิกส์สมัยใหม่ที่ไม่มีสิ่งใดในจักรวาลเร็วกว่าความเร็วแสง (ค) อย่างไรก็ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของ Einstein อนุญาตให้มีกรณีที่อิทธิพลบางอย่าง ปรากฏ การเดินทางเร็วกว่าแสงโดยไม่ฝ่าฝืนเวรกรรม สิ่งเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อ“ โฟโตนิกบูม” แนวคิดที่คล้ายกับบูมโซนิคซึ่งเป็นจุดที่แสงเคลื่อนที่ได้เร็วกว่า ค.
และจากการศึกษาใหม่ของ Robert Nemiroff ศาสตราจารย์ฟิสิกส์จาก Michigan Technological University (และผู้ร่วมสร้างภาพดาราศาสตร์ประจำวัน) ปรากฏการณ์นี้อาจช่วยส่องแสง (ไม่มีปุน!) บนจักรวาลช่วยให้เราทำแผนที่ มันมีประสิทธิภาพมากขึ้น
พิจารณาสถานการณ์ต่อไปนี้: หากเลเซอร์ถูกยิงข้ามวัตถุที่อยู่ไกล - ในกรณีนี้ดวงจันทร์ - จุดของแสงเลเซอร์จะเคลื่อนที่ไปทั่ววัตถุด้วยความเร็วที่มากกว่า ค. โดยทั่วไปการสะสมโฟตอนจะถูกเร่งผ่านความเร็วของแสงเมื่อสปอตเคลื่อนที่ผ่านทั้งพื้นผิวและความลึกของวัตถุ
“ โฟโตนิกบูม” ที่เกิดขึ้นนั้นเกิดขึ้นในรูปแบบของแฟลชซึ่งผู้สังเกตเห็นจะเห็นเมื่อความเร็วของแสงลดลงจาก superluminal ถึงต่ำกว่าความเร็วของแสง มันเป็นไปได้โดยข้อเท็จจริงที่ว่าจุดไม่มีมวลดังนั้นจึงไม่ละเมิดกฎหมายพื้นฐานของสัมพัทธภาพพิเศษ
อีกตัวอย่างหนึ่งเกิดขึ้นเป็นประจำในธรรมชาติที่ลำแสงของพัลซาร์กวาดไปทั่วเมฆฝุ่นที่เกิดจากอวกาศก่อให้เกิดเปลือกทรงกลมของแสงและการแผ่รังสีที่ขยายตัวเร็วกว่า c เมื่อมันตัดกับพื้นผิว สิ่งที่เหมือนกันมากนั้นเป็นจริงของเงาที่เคลื่อนที่เร็วซึ่งความเร็วนั้นเร็วกว่ามากและไม่ จำกัด ความเร็วของแสงหากพื้นผิวเป็นมุม
ในการประชุมของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันในซีแอตเทิลวอชิงตันเมื่อต้นเดือนที่ผ่านมา Nemiroff ได้แบ่งปันวิธีการใช้ผลกระทบเหล่านี้ในการศึกษาจักรวาล
“ บูมโทนิคเกิดขึ้นรอบตัวเราค่อนข้างบ่อย” Nemiroff กล่าวในงานแถลงข่าว“ แต่พวกเขาสั้นเกินไปที่จะสังเกตเห็น ออกไปในจักรวาลพวกเขานานพอที่จะสังเกตเห็น - แต่ไม่มีใครคิดที่จะมองหาพวกเขา!”
เขาอ้างว่าสามารถนำ Superluminal sweeps ไปใช้เพื่อเปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับรูปทรงเรขาคณิต 3 มิติและระยะทางของวัตถุที่เป็นดาวฤกษ์เช่นดาวเคราะห์ใกล้เคียงผ่านดาวเคราะห์น้อย กุญแจสำคัญคือการหาวิธีในการสร้างพวกเขาหรือสังเกตพวกเขาอย่างถูกต้อง
สำหรับวัตถุประสงค์ของการศึกษาของเขา Nemiroff พิจารณาสถานการณ์ตัวอย่างสองสถานการณ์ ครั้งแรกที่เกี่ยวข้องกับลำแสงที่ถูกกวาดไปทั่ววัตถุทรงกลมที่กระจัดกระจาย - นั่นคือจุดของแสงที่เคลื่อนที่ผ่านดวงจันทร์และสหายพัลซาร์ ในช่วงที่สองลำแสงจะถูกกวาดไปที่ "กำแพงระนาบกระจายหรือเส้นใยเชิงเส้น" - ในกรณีนี้เนบิวลาแปรปรวนของฮับเบิล
ในกรณีก่อนหน้านี้ดาวเคราะห์น้อยสามารถทำแผนที่อย่างละเอียดโดยใช้ลำแสงเลเซอร์และกล้องโทรทรรศน์ที่ติดตั้งกล้องความเร็วสูง เลเซอร์สามารถถูกกวาดไปทั่วพื้นผิวหลายพันครั้งต่อวินาทีและบันทึกแสงแฟลช ในระยะหลังจะเห็นเงาผ่านระหว่างดาวฤกษ์สว่าง R Monocerotis และสะท้อนฝุ่นด้วยความเร็วสูงมากจนทำให้เกิดโฟโตนิกที่มองเห็นได้เป็นเวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์
เทคนิคการถ่ายภาพแบบนี้แตกต่างจากการสังเกตโดยตรง (ซึ่งต้องอาศัยการถ่ายภาพด้วยเลนส์), เรดาร์, และไลดาร์ธรรมดา มันยังแตกต่างจากรังสีเชอเรนคอฟ - รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาเมื่ออนุภาคที่มีประจุส่งผ่านตัวกลางด้วยความเร็วที่มากกว่าความเร็วของแสงในตัวกลางนั้น ในกรณีที่เป็นแสงสีน้ำเงินที่ปล่อยออกมาจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใต้น้ำ
เมื่อรวมกับวิธีการอื่น ๆ มันจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้ภาพวัตถุที่สมบูรณ์มากขึ้นในระบบสุริยะของเราและแม้กระทั่งร่างกายของจักรวาลที่อยู่ห่างไกล
การศึกษาของ Nemiroff ได้รับการยอมรับให้ตีพิมพ์โดย Publication of Astronomical Society of Australia โดยมีเวอร์ชันเบื้องต้นทางออนไลน์ที่ arXiv Astrophysics
อ่านเพิ่มเติม:
ข่าวประชาสัมพันธ์ Michigan Tech
Robert Nemiroff / Michigan Tech
