Kan man forudsige gammaglimt? – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Astrofysik > Kan man forudsige gamm...

08. august 2014

Kan man forudsige gammaglimt?

Hej Spørg om Fysik
Ifølge Discovery Channels program "how the universe works", ses der en stor koncentreret mængde neutrinoer, når en stjerne dør i en supernova.

Hvis Cerns målinger af overlys neutrinoer passer, ville man så ikke kunne forudsige et gammaglimt fra et sort hul i en hypernova, når man opfanger rigtig mange neutrinoer på samme tid? Og hvad ville det kræve at standse et gammaglimt på kurs mod jorden?

Med venlig hilsen
K

Lokalt set kan intet bevæge sig hurtigere end lyset. I tyngdefelter ændres lyset hastighed og kan blive både hurtigere og langsommere end de 300.000 km/s, men der er stadig intet, der kan overhale en lysstråle, for andre partiklers max-hastigheder ændres tilsvarende.

Super Kamiokande neutrino detektoren (err fyldt med 50 000 tons meget rent vand under drift)

Dét er i hvert fald hvad Einsteins relativitetsteori forudsiger, og fordi utallige, uafhængige observationer og forsøg har vist sig at være i overensstemmelse med den teori, tror de fleste — men ikke alle — på at det nok er rigtigt. Men hvis bare ét forsøg skulle vise sige ikke at være i overensstemmelse med teorien, må en stor del af vores grundliggende forståelse af fysikken revideres, så derfor ville det virkelig være spændende, hvis CERNs målinger af superluminøse (altså hurtigere-end-lyset) neutrinoer var rigtig.

Det var den så desværre ikke. Det viste sig, at der var to fejl ved eksperimentet, som gav den falske detektion: En optisk fiber der sad forkert, og et ur der gik for hurtigt. Et andet instrument uden fejl kunne ikke reproducere resultatet.

Men hvis nu at neutrinoer bevægede sig hurtigere end lyset, så ville man i princippet kunne forudsige supernovaer og gammaglimt.

To store problemer komplicerer dog dette:

1. For det første må hastigheden under alle omstændigheder være meget tæt på lysets (ellers ville vi have set det for længe siden), så der er ikke meget tid at reagere i. CERNs (fejl-)eksperiment viste f.eks., at de skulle bevæge sig ca. en hundredtusindedel hurtigere.

Illustration af gammaglimt

2. For det andet er neutrinoer fra Rummet megasvære at detektere; detektorerne er generelt kæmpestore (10 til 100 meter i diameter), begravet flere kilometer under Jordens overflade, og detekterer vistnok i omegnen af en håndfuld neutrinoer om året (hvis man ikke medregner dem fra Solen). Den største hedder IceCube, ligger på Sydpolen, og benytter sig af en kubikkilometer is.

3. Endelig er det næsten umuligt at sige noget om, hvilken retning de kommer fra.

Tunnel til Icecube detektoren

For at et gammaglimt ligefrem skulle være farligt for livet på Jorden, skal det være meget tæt på, så det tror jeg ikke vi skal bekymre os om. Men hvis et tilstrækkeligt kraftigt gammaglimt pegede direkte mod Jorden, ville det være svært ligefrem at beskytte sig. Der ville nok gælde ca. samme regler som ved en atomulykke, da det er de samme stråler det handler om.

Alt efter hvor tæt på det var, ville der være forskellige farer at bekymre sig om. Ligger det langt væk, ville vi kunne nøjes med at al elektronik på den halvdel af Jorden, der blev eksponeret ville sætte ud, og Jorden blive præget af anarki. Ligger det tættere, ville vi sikkert bare dø af cancer indenfor inden kortere eller længere årrække. Og ligger det alt for tæt, ville halvdelen af Jorden blive stegt.

Bedste hilsener
Peter Laursen