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La ilustración representa una explosión de rayos gamma, uno de los fenómenos más energéticos de todo el Universo / DESY, Science Communication Lab
Por lo que nosotros sabemos, el tiempo solo se mueve en una única dirección. Sin embargo, en 2018, investigadores del College of Charleston descubrieron que algunas explosiones de rayos gamma, uno de los eventos más energéticos del Universo, parecían repetirse, como si estuvieran retrocediendo en el tiempo, para suceder una y otra vez. Ahora, Jon Hakkila, el mismo investigador que dirigió el trabajo de hace dos años, ha conseguido explicar esa extraña capacidad. La posible respuesta, recién publicada en The Astrophysical Journal, es que las ondas que se producen dentro las explosiones de rayos gamma viajan a una velocidad superior a la de la luz.
Al contrario de lo que parece, sin embargo, al superar la velocidad de la luz esas ondas hiper veloces no están violando ninguna ley de la Física. De hecho, sabemos que cuando la luz viaja a través de un medio (gas, agua o plasma) su velocidad es inferior a cuando lo hace a través del vacío a casi 300.000 km por segundo, la máxima velocidad posible en el Universo. Por lo tanto, resulta perfectamente posible que una onda viaje, durante una explosión de rayos gamma, a velocidades superlumínicas sin violar la Relatividad.
Las explosiones de rayos gamma son, como se ha dicho, las más energéticas de cuantas se producen en el Universo. Pueden durar desde unos pocos milisegundos a horas enteras, y durante ese tiempo son excepcionalmente brillantes, aunque los astrónomos aún no están del todo seguros de qué es lo que las causa.
Desde 2017 se sabe, por ejemplo, que la colisión de dos estrellas de neutrones (restos de estrellas que han colapsado en objetos de enorme densidad) puede causar ese tipo de explosiones. Y los astrónomos creen que también pueden producirse cuando una estrella muy masiva y en rápida rotación se colapsa hasta convertirse en un agujero negro, expulsando violentamente una enorme cantidad de material al espacio en una colosal hipernova.
En esos casos, el agujero negro resultante queda rodeado por una nube de ese material expulsado por la estrella durante su extertor final. Y si ese material gira a su alrededor con la velocidad suficiente, el agujero negro disparará desde sus polos dos chorros a enorme velocidad, que atravesarán esa envoltura externa de material estelar para, justo después, producir explosiones de rayos gamma.
Pero volvamos a esas ondas que viajan más rápido que la luz. Como ya se ha dicho, cualdo la luz viaja a través de un medio muchas partículas pueden moverse más rápido que ella. Ese fenómeno es responsable de la famosa «radiación Cherenkov», que se hace visible en forma de un resplandor azul inconfundible. Ese brillo casi fantasmal se produce, precisamente, cuando las partículas cargadas, como por ejemplo electrones, se mueven en el agua más deprisa de lo que lo hace la luz en ese mismo medio.
Pues bien, Jon Hakkila y su colega Robert Nemiroff, de la Universidad Tecnológica de Michigan, creen que ese mismo efecto puede observarse, también, en las explosiones de rayos gamma. Y ambos científicos pretenden demostrarlo en su artículo con modelos matemáticos.
«En nuestro modelo -escriben los investigadores- una onda de impacto en un chorro de explosión de rayos gamma en expansión acelera de velocidades subluminales a superluminales, o desacelera de velocidades superluminales a subluminales». Para Hakkila y Nemiroff, esas transiciones son las responsables de crear «curvas de luz tanto adelantadas como invertidas en el tiempo, a través del proceso de duplicación de imágenes relativistas».
En otras palabras, un observador vería imágenes duplicadas del mismo fenómeno (la explosión de rayos gamma) como si éste hubiera entrado en bucle, retrocediera en el tiempo y volviera después a repetirse. Que es exactamente lo que Hakkila vio en su investigación de 2018.
Por supuesto, se necesitará llevar a cabo más investigación antes de estar seguros que que es esa, y no otra, la causa de esos «retrocesos en el tiempo» de las ondas de una explosión de rayos gamma. «Los modelos estándar de explosiones de rayos gamma -dice Hakkila- han descuidado hasta ahora las propiedades de las curvas de luz reversibles en el tiempo».
Extraño Universo el nuestro, donde casi nada es lo que parece…
