Гамма-всплески. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Гамма-всплески - интенсивные импульсные потоки гамма-квайтов с энергией от десятка до тысяч кэВ, распространяющиеся в межзвездном пространстве Галактики. Обнаружены в 1973 в результате длительного слежения за уровнем интенсивности космич.

-излучения одновременно с неск. спутников. Наблюдались не чаще 5-8 раз в год и поэтому считались редким явлением. Чувствительные детекторы Г--в., установленные на сов. межпланетных станциях "Венера 11-14", позволили наблюдать эти события каждые 2-3 дня. Осн. характеристики Г--в.: частота появления, интенсивность и временная структура, энергетич. спектр излучения, эволюция спектра в ходе всплеска, суммарный поток энергии, направление распространения излучения.

По интенсивности излучения Г--в. существенно превосходят уровень диффузного фона

-излучения от всего неба и на неск. порядков величины превышают потоки от известных дискретных источников (см. Гамма-астрономия ).Временная структура всплесков очень сложна и разнообразна. Полная длительность событий меняется от сотых долей секунды до сотен секунд. Нек-рые характерные примеры временных профилен Г--в., своего рода "кривые блеска", представлены на рис. 1. Специфич. группу образуют очень короткие Г--в. длительностью

~10-100 мс (рис. 1, г). Отдельные столь же короткие импульсы встречаются и во временных профилях более протяжённых Г--в. Эти особенности указывают на то, что источники Г--в. очень компактны; размеры излучающей области не должны превышать величины с*

3000 км.

Индивидуальные различия в энергетич. спектрах Г--в. выражены менее ярко. В большинстве случаев непрерывные спектры (число фотонов, приходящихся

на единичный интервал энергии) удовлетворительно описываются соотношением

, где

0,5-1,5 (рис. 2, а). Характеристическая энергия

может рассматриваться как мера температуры излучения,

. Типичная черта Г--в.- сильная спектральная переменность. Величина kT быстро меняется во времени, часто в значит. пределах (от 100 до 1000 кэВ). Из ряда наблюдений следует, что именно спектральная переменность излучения определяет видимую временную структуру всплесков.

Рис. 1. Типы наблюдаемых гамма-всплесков (по оси ординат отложена интенсивность всплеска,
определяемая по скорости счета фотонов, по оси абсцисс - время, отсчитываемое от начала всплеска).

Рис. 2. Энергетические спектры гамма-всплесков:
а- гладкий спектр без особенностей; б - спектр с линией поглощения

; в - спектр с широкой эмиссионной линией

Во мн. случаях плавный характер спектрального распределения нарушается, в энергетич. спектрах появляются спектральные особенности двух типов: 1) широкие линии поглощения в области энергии 30- 100 кэВ (рис. 2, б); 2) широкие эмиссионные линии с максимумом в области энергий 350-450 кэВ (рис. 2, в). Предполагается, что линии поглощения могут возникать при наличии сильного магн. поля в источниках вследствие избират. поглощения выходящего излучения внешними, более холодными областями плазмы на электронной циклотронной частоте. Наблюдаемым частотам соответствуют величины магн. поля В

(3-10)*10¹² Гс. Расположение максимумов эмиссионных линий вблизи 400 кэВ с небольшим разбросом лучше всего объясняется тем, что это - излучение аннигиляции электрон-позитронных пар, испытывающее сильное красное смещение в гравитац. поле источника с потенциалом

0,3 с².

Компактность излучающих объектов, огромный гравитац. потенциал и сверхсильное магн. поле говорят о том, что Г--в. генерируются нейтронными звездами. Пока не выяснено, являются ли эти звёзды одиночными или они входят в состав двойных систем. Даже по наиб. точным (лучше 0,01°) измерениям небесных координат источников нек-рых мощных Г--в. не удалось надёжно отождествить их с астрофиз. объектами. видимыми или известными по излучению в др. областях спектра. По всей вероятности, это не случайно, и уровень излучения этих объектов в период между Г--в., к-рый оценивается интервалом времени

10-100 лет, крайне низок. Неизвестны поэтому и расстояния до источников Г--в. По небесной сфере источники разбросаны хаотически, сколько-нибудь значит. концентрация их к плоскости Млечного Пути или в направлении на центр Галактики отсутствует (рис. 3). Это означает, что чувствительность применявшихся детекторов Г--в. ещё недостаточна для наблюдений источников настолько далёких, чтобы неоднородность их распределения в Галактике и асимметрия относительно положения Солнечной системы могли проявиться в угл. распределении источников по небесной сфере.

Рис, 3. Распределение источников гамма-всплесков на небесной сфере (b'' и l'' - галактические широта и долгота).

По совокупности данных предполагается, что источники Г--в. заполняют в Галактике область в виде толстого диска с высотой ср. границы над галактич. плоскостью

1-2 кпк. Соответственно полная энергия всплеска составляет 10³⁹-10⁴⁰ эрг.

Однозначного объяснения происхождения Г--в. нет. С наблюдениями наиб. полно согласуется предположение о том, что Г--в. вызывается термоядерными взрывами вещества, накапливающегося на поверхности нейтронной звезды в результате длительной слабой аккреции. Как возможные причины Г--в. рассматриваются также мощная нестационарная аккреция, выбросы вещества из внутр. слоев нейтронной звезды, сопровождающиеся его ядерным распадом, процессы аннигиляции магн. поля, падение астероидов на нейтронную звезду, освобождение энергии при "звездо-трясениях".

Литература по гамма-всплескам

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.