Az űr nem üres — és a fizikusok ezt most már bizonyítékokkal támasztják alá

Képzeld el, hogy azt mondom: a semmi, ami köztünk és a csillagok között van, valójában nem is semmi. Helyetted ülsz le, mert ez elég durva.

Heisenberg meglepő ötlete

Több mint nyolcvan éve élt egy zseniális német fizikus, Werner Heisenberg. Ő hozta fel először azt az őrült gondolatot, hogy az univerzum „üres" tere valójában hemzseg a virtuális részecskéktől. Ezek a részecskék felbukkannak a semmiből, majd szinte azonnal el is tűnnek. Léteznek és nem léteznek egyszerre — a kvantumfizika szereti ezt a fajta játékot.

Heisenberg ezt vákuum-kettőstörésnek nevezte el. A lényege: ha fény halad át olyan területen, ahol virtuális részecskék lebegnek, és emellett hihetetlenül erős mágneses mező is van, a fény polarizálódik. A hullámai rendeződni kezdenek, és ez annál erőteljesebb, minél intenzívebb a mágneses tér.

A probléma: nem tudunk elég erős mezőt gyártani

Na de van egy bökkenő. Ahhoz, hogy ezt a jelenséget ténylegesen megfigyeljük, egy olyan mágneses mezőre lenne szükség, ami százmilliószor erősebb, mint bármi, amit valaha létrehoztunk egy földi laborban. Itt a Földön esélyünk sincs ilyet közelíteni. Mintha a tengeri élőlényeket akarnád tanulmányozni, miközben csak a kerti medencédig látsz.

De a természet, mint kiderült, egészen elvetemült módon működik.

Bemutatkozik a magnetár

A tudósok figyelmét egy különleges objektum ragadta meg: a magnetár. Ez egy ritka típusú neutroncsillag, amely az egész univerzumban a legerősebb mágneses mezőkkel rendelkezik. Ezek a dolgok egyszerűen őrületesek. A magnetár mágneses mezeje annyira intenzív, hogy ha nagyjából 1000 kilométerre megközelítenéd onegyet, a mező szó szerint kitépné az elektronokat az atomjaidból. Pillanatok alatt szétesnél a alkotóelemeidre. Nem éri meg odautazni.

Dr. Marcus Lower, a Swinburne Egyetem kutatója vezette a megfigyeléseket egy 1E 1547.0-5408 jelű magnetár vizsgálatát. Nem akármilyen felszereléssel dolgoztak: a CSIRO Parkes rádióteleszkópjával és az Ngarrgu Tindebeek szuperszámítógépén futó elemzésekkel. Emellett NASA röntgenteleszkópok mérési adatait is beépítették az eredményeikbe.

Mit találtak?

A csapat követte, hogyan polarizálódnak a magnetár rádióhullámai és röntgensugarai, ahogy a csillag forog. És itt jön a lényeg: a polarizáció iránya szorosan követte a magnetár mágneses terének beállítottságát — pontosan úgy, ahogy az elmélet megjósolta, ha a vákuum-kettőstörés történik.

Mind a rádióhullámok, mind a röntgensugarak mutatták ezt az összehangoltságot. Ez komoly jel arra, hogy Heisenberg virtuális részecskéi valóban befolyásolják, hogyan halad a fény ebben a szélsőséges környezetben.

Miért érdekeljen ez téged?

Ha ez az eredmény beigazolódik, az nagyon is fontos. Először is: egy csaknem kilencven éves előrejelzést teszünk végre próbára. Olyan ez, mint kideríteni, hogy a dédnagymamád vad elmélete valamiről egész pontos volt.

Másodszor: ez egy olyan lehetőséget ad, hogy a kvantumfizikát olyan körülmények között tanulmányozzuk, amelyeket a Földön soha nem tudnánk reprodukálni. A magnetárok természetes laboratóriumok az univerzum alapvető szabályainak megértéséhez, szélsőséges körülmények között.

A kutatóknak további adatokra és finomabb szimulációkra van szükségük, hogy kizárják a más magyarázatokat, de óvatosan optimisták. Dr. Lower szavaival élve: végre „befejezhetik azt a kutatást, amit Heisenberg közel kilencven éve elkezdett".

A lényeg

Amit szeretek ebben a történetben: emlékeztet minket, hogy az univerzum furcsább, mint amit el tudnánk képzelni. Az a „üres" tér a csillagok között? Egyáltalán nem üres. Egy kvantumleves, ahol részecskék villannak fel és tűnnek el, formálva az áthaladó fényt. Minden alkalommal, amikor felnézel az éjszakai égboltra, olyan fotonokat látsz, amelyeket ez a láthatatlan tánc alakított.

A tudomány, ugye? Sosem lesz unalmas.

Forrás: ScienceDaily — [az eredeti kutatási megfigyelésekből]