در سال ۲۰۱۸ اخترشناسان در حال بررسی ویرانه‌های دو ستاره نوترونی برخورد شده در تصاویر تلسکوپ فضایی هابل متوجه چیز عجیبی شدند: جریانی از یون‌های پرانرژی درخشان که از ادغام در جهت زمین با سرعت هفت برابر سرعت نور دور می‌شوند.

این با مشاهدات قبلی همخوانی نداشت؛ بنابراین تیم با مشاهدات از یک تلسکوپ رادیویی دیگر دوباره محاسبه کرد. در آن مشاهدات، جریان تنها با چهار برابر سرعت نور از کنار آن عبور می‌کرد.

این هنوز درست به نظر نمی‌رسید؛ هیچ چیز در جهان نمی‌تواند سریع‌تر از سرعت نور باشد. بر اساس مطالعه‌ای که در اوایل این ماه در مجله Nature منتشر شد، همانطور که اتفاق می‌افتد، این یک توهم بود.

پدیده‌ای که باعث می‌شود ذرات در فضا سریع‌تر از نور حرکت کنند، حرکت ابر نوری نامیده می‌شود. این عبارت با توهم مطابقت داشته و به معنای «بیش از نور» است، اما در واقع ترفندی را توصیف می‌کند که در آن جسمی که به سمت شما حرکت می‌کند بسیار سریع‌تر از سرعت واقعی خود به نظر می‌رسد. جریان‌های پرانرژی در فضا وجود دارند که می‌توانند وانمود کنند که سریع‌تر از نور حرکت می‌کنند، مروزه ستاره‌شناسان تعداد فزاینده‌ای از آن‌ها را مشاهده می‌کنند.

جی اندرسون، ستاره شناس موسسه علمی تلسکوپ فضایی در مریلند، می‌گوید: «به نظر می‌رسد آن‌ها در آسمان دیوانه وار و سریع حرکت می‌کنند، اما حقیقت این است که همزمان به سمت شما و در سراسر آسمان حرکت می‌کنند».

اندرسون و همکارانش برای دریافت سرعت واقعی جت خود، رصد‌های تلسکوپ رادیویی هابل و رادیویی را مقایسه کردند. در نهایت، آن‌ها تخمین زدند که جت مستقیما روی زمین با سرعتی در حدود ۹۹.۹۵ درصد سرعت نور زوم می‌کرد. این سرعت بسیار نزدیک به سرعت نور است، اما نه خیلی سریع‌تر از آن.

در واقع، طبق دانش ما تاکنون، هیچ چیز روی یا خارج از سیاره ما نمی‌تواند سریع‌تر از سرعت نور حرکت کند. این موضوع بار‌ها و بار‌ها از طریق قوانین نسبیت خاص که یک قرن پیش توسط آلبرت اینشتین روی کاغذ آورده شده، ثابت شده است. نور که با سرعتی در حدود ۶۷۰ میلیون مایل در ساعت حرکت می‌کند، حداکثر سرعت کیهانی است. نه تنها این، نسبیت خاص معتقد است که سرعت نور بدون توجه به اینکه چه کسی آن را مشاهده می‌کند، ثابت است.

اما نسبیت خاص اشیاء را از حرکت بسیار نزدیک به سرعت نور محدود نمی‌کند (پرتو‌های کیهانی و ذرات ناشی از شراره‌های خورشیدی چند نمونه هستند) اینجاست که حرکت ابر نوری شروع می‌شود. وقتی چیزی به سمت شما حرکت می‌کند، فاصله‌ای که نور و تصویر آن برای رسیدن به شما نیاز دارد، کاهش می‌یابد. در زندگی روزمره، این واقعا یک عامل نیست: حتی چیز‌های به ظاهر سریع، مانند هواپیمایی که در آسمان بالای سر شما حرکت می‌کند، به سرعت نور حرکت نمی‌کنند.

اما هنگامی که چیزی با سرعت بالا با صد‌ها میلیون مایل در ساعت در جهت مناسب حرکت می‌کند، فاصله بین جسم و درک کننده (خواه یک شخص یا یک لنز دوربین) بسیار سریع کاهش یافته و این توهم را ایجاد می‌کند که چیزی سریع‌تر از آنچه هست نزدیک می‌شود. نه چشمان ما و نه تلسکوپ‌های ما نمی‌توانند تفاوت را تشخیص دهند، به این معنی که ستاره شناسان باید سرعت واقعی یک جسم را از روی داده‌های جمع آوری شده در تصاویر محاسبه کنند.

محققان پشت کاغذ جدید نیچر اولین کسانی نبودند که با حرکت ابر نوری دست و پنجه نرم کردند. در واقع، آن‌ها بیش از یک قرن تاخیر دارند. در سال ۱۹۰۱، اخترشناسانی که آسمان شب را اسکن می‌کردند، نگاهی اجمالی به یک نواختر در جهت صورت فلکی برسائوس داشتند. این بقایای یک کوتوله سفید بود که پوسته بیرونی یک غول گازی مجاور را خورد و برای مدت کوتاهی به اندازه کافی روشن شد که با چشم غیر مسلح دیده شود. اخترشناسان حبابی را گرفتند که با سرعتی سرسام‌آور باد می‌کرد، اما، چون در آن زمان نظریه نسبیت عام وجود نداشت، این رویداد به سرعت از حافظه محو شد.

این پدیده در دهه ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ دوباره رونق گرفت. در آن زمان، اخترشناسان در حال یافتن انواع اجرام پرانرژی عجیب و غریب در گوشه‌های دوردست کیهان بودند: اختروش‌ها و کهکشان‌های فعال که همگی می‌توانستند فواره‌های مواد را به بیرون پرتاب کنند. بیشتر اوقات انرژی این اجسام توسط سیاهچاله‌هایی تامین می‌شد که جت‌های پرانرژی را که تقریبا با سرعت نور حرکت می‌کردند به بیرون پرتاب می‌کردند. بسته به جرم و قدرت سیاهچاله‌ای که از آن می‌آیند، می‌توانند هزاران، صد‌ها هزار یا حتی میلیون‌ها سال نوری کشیده شوند تا به زمین برسند.

تقریبا در همان زمان، دانشمندانی که امواج رادیویی را مطالعه می‌کردند، شروع به دیدن تعداد کافی سرعت‌دهنده مصنوعی برای بالا بردن آلارم کردند. آن‌ها حتی یک جت از یک کهکشان دوردست پیدا کردند که به نظر می‌رسید با سرعتی نزدیک به ۱۰ برابر سرعت نور در حال مسابقه است. این مشاهدات باعث ایجاد نگرانی نسبتا زیادی در بین اخترشناسان شد، اگرچه در آن زمان مکانیسم‌ها به خوبی درک شده بودند.

در دهه‌های پس از آن، ستاره شناسان تعداد روزافزونی از جت‌ها را از طریق تلسکوپ‌ها مشاهده کرده‌اند، به ویژه آن‌هایی که در فضا شناور هستند، مانند تلسکوپ فضایی هابل یا جیمز وب. هنگامی که نور لازم نیست از جو زمین عبور کند، رزولوشن ضبط آن‌ها می‌تواند بسیار بالاتر باشد. این به تیم‌ها کمک می‌کند جت‌های بیشتری را بیابند که دورتر هستند (مانند کهکشان‌های باستانی و دور) و به آن‌ها کمک می‌کند جت‌های نزدیک‌تر را با جزئیات بیشتری مشاهده کنند. اندرسون می‌گوید: «اشیاء در تصاویر هابل بسیار بهتر از تصاویر زمینی برجسته می‌شوند.

به عنوان مثال، کهکشان دوردست M۸۷ را در نظر بگیرید که سیاهچاله مرکزی غول پیکرش جتی را پرتاب کرد که ظاهرا بین ۴ تا ۶ برابر سرعت نور بود. در دهه ۱۹۹۰، هابل می‌توانست به جریان انرژی نگاه کند و نشان دهد که بخش‌هایی از آن با سرعت‌های متفاوتی حرکت می‌کنند. اندرسون توضیح می‌دهد: «شما می‌توانید ویژگی‌هایی را در حرکت جت مشاهده کنید و می‌توانید مکان آن ویژگی‌ها را اندازه‌گیری کنید».

دلایل خوبی برای علاقه اخترشناسان به چنین جت‌های خطرناکی وجود دارد، به خصوص در حال حاضر. در مورد ستارگان نوترونی در حال شکستن حاصل از مطالعه طبیعت، این تصادف باعث انفجار پرتو گاما شد، نوعی انفجار پرانرژی که هنوز به درستی شناخته نشده است. این رویداد همچنین طوفانی از امواج گرانشی را برانگیخت و موج‌هایی را در فضا-زمان ایجاد کرد که اکنون محققان می‌توانند آن را دریافت و مشاهده کنند، اما تا زمانی که آن‌ها فیزیک جدید عجیبی را در مورد ماده‌ای که در فضا پرواز می‌کند کشف کنند، سرعت نور تا حد سختی باقی می‌ماند.

بیشتر بخوانید 

• بالاترین سرعت ممکن برای صوت کشف شد

منبع: popsci