“超光速”或是伽马爆出现时间逆行的原因

2018年一些研究者发现，某些伽马爆出现了时间逆行效应。近期一份新研究提出，这可能是由于产生伽马爆的脉冲波以“超光速”传播造成的效果。

说到“超光速”，人们会想，这是不是违反了——光在真空中传播的速度是最快的这一基本物理定律。可是这份由美国查尔斯顿学院（College Of Charleston）的哈基拉（Jon Hakkila）和密歇根理工大学（Michigan Technological University）的尼米洛夫（Robert Nemiroff）合作提出的解释，并没有违反这个理论。

伽马射线爆是宇宙中已知的最强的能量爆发，持续的时间从几毫秒到几小时的都有，它们亮度极高，科学家还不能确定它们究竟来自哪种、或是哪几种天文事件。

科学家做过几种推测，比如中子星相撞、巨大的恒星坍塌等，导致高温带电等离子射流喷射向太空。不论伽马射线爆是如何产生的，有一点是确定的：它涉及到近光速传播的等离子射流，与周围气体发生相互作用的过程。

科学家发现，接收到的某些伽马爆的光波信号看起来在时间顺序上是倒序的，这让科学家觉得很奇怪。

尼米洛夫说，当物质在介质中传播的速度，超过它发出的光线在这个介质中传播的速度的情况，是他们所称的“超光速运动”。

尼米洛夫发现，物质在介质中的传播，会出现有时比它所发出的光线传播的速度慢，有时比它所发出的光线传播速度更快的情况。此时就会出现“相对影像重叠”（relativistic image doubling）的效应。

什么是“相对影像重叠”效应？可以先从简单的情况说起。比如在湖面上向对岸行驶的船只，在湖水中产生涟漪。当船行驶的速度比涟漪传播的速度慢的时候，站在对岸的人看到的涟漪就是按照时间的先后顺序产生的涟漪;而当船行驶的速度超过涟漪传播的速度，船只很快将超过它造出的最新的涟漪，并继续造出下一个涟漪，之后又超过它，在这样的情况下，站在对岸的人将先看到新产生的涟漪，后看到旧的涟漪，也就产生了“时光倒退”的效果。

尼米洛夫认为，伽马射线爆的传播可能也遇到类似的情形，当伽马爆脉冲波在周围气体介质中传播的速度，超过该事件发出的光在这些介质中传播的速度，在地球上就会看到时间顺序上是倒退的脉冲波。

而实际情况很可能更复杂，比如脉冲波先比光传播得慢，之后又超过光传播的速度;或者反之。不论是哪种情况，从地球上接收到的信息看来，既有“顺序”也有“倒序”的效果，将出现图案对称的脉冲波形。

两位研究者表示，“相对影像重叠”效应还未得到实验的证实，只是理论推测。如果这的确会发生，它很可能就是2018年研究人员发现的伽马爆时间逆行特征的原因。

这份研究去年9月发表在《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上。