圖中的綠點標出了10年間的186處“伽馬暴”信源。這些信源內可能包含有高速運動的等離子體噴流在星際介質中超越光速時留下的印記。NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration

真空光速是宇宙中的速度極限，但是科學家在來自遙遠宇宙的伽馬射線閃光中發現，似乎有什麼東西正在宇宙中以超光速飛行。

這些伽馬射線閃光就是所謂的“伽馬暴”。它們來自一些極其遙遠的星系。科學家相信它們源於大品質恆星的坍縮和中子星合併。這些災難性的宇宙事件會產生高速飛行的熾熱帶電等離子物質流。“伽馬暴”產生自這些物質流和星際介質衝突的過程中。

南卡羅來納查爾斯頓學院的天體物理學家Jon Hakkila在很多“伽馬暴”的光度曲線中發現了一個奇怪的現象——當這些伽馬射線達到峰值時，它們的曲線不是一個單純的“波峰”，而是在“峰頂”前後帶有“顫動”的特徵。這樣的特徵，很像是在高速飛行的等離子體物質被光速超越和超越光速的過程中產生的。

需要明確的一點是，這一發現並沒有否認真空光速是宇宙中最快且恆定的速度。被超越的光速，是指那些在星際介質——比如等離子體中的光速。雖然真空光速是恆定的，但在介質中飛行的光速卻是可變的。

Hakkila過去幾年一直被存在於部分“伽馬暴”曲線中峰值前後的一種不明現象困擾著。假如我們放大這部分曲線，我們會發現這些伽馬射線在到達峰值前後，分別存在著一段細微的波動。而且這兩段波動的曲線是以峰值為中心對稱的。也就是說，在“伽馬暴”到達峰值之前和之後，發生了兩起互為映象的事件。

一般認為，“伽馬暴”是以近光速飛行的等離子體物質流與宇宙空間中的氣體相互作用產生的。而根據密歇根理工大學天體物理學家Robert Nemiroff的觀點，如果飛行物在介質中飛行時，速度超越了它本身發出的光的速度，也就是處於所謂的“群超光速”運動狀態時，在其速度由慢到快逐步超越光速（或相反）的過程中，會產生一種名叫“相對論影像加倍（relativistic image doubling）”的現象。

就像一艘準備靠岸的船，假如船的速度比其激起的漣漪的移動速度慢，那麼漣漪就會按照產生的先後次序依次到達岸邊；假如船的速度比漣漪快，那麼後產生的漣漪就會早於先產生的漣漪到達岸邊。

發生在“伽馬暴”曲線身上的事情與此相似。如果觸發“伽馬暴”的天體目標飛行速度比其自身發出的光速還要快，我們就能在曲線中看到出現順序與發生順序相反的波動。

假如這個目標的速度先是低於光速，然後再超越光速；亦或是先高於光速，然後降到光速以下，那麼我們就會在曲線中同時看到正反兩種順序——一個出現在波峰之前，一個出現在波峰之後。Hakkila認為，在所有帶有此類曲線特徵的“伽馬暴”中，有一半可以用“超光速飛行”加以解釋。

但是科學家到目前為止仍然不清楚“伽馬暴”在微觀尺度上的成因。所以到底是宇宙的一隅有什麼東西在超光速飛行，還是其他什麼未知的原因給“伽馬暴”帶上了這種神祕的印記，仍然是個謎。

參考：

Time-reversed Gamma-Ray Burst Light-curve Characteristics as Transitions between Subluminal and Superluminal Motion

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab3bdf