Учените едва не доказаха нещо невероятно за празното пространство
Седни си, защото това ще те изненада. Според учените, празното пространство изобщо не е празно. Ама наистина. Технически погледнато, то е... пълно? Знам, звучи като нещо, което професорът по философия би обяснил след третото кафе, но остани с мен.
Хайзенберг и лудото му предположение
Преди почти 90 години един физик на име Вернер Хайзенберг изказал странна идея. Според него това, което наричаме "празно пространство" — вакуумът на Вселената — изобщо не е празно. Напротив, то кипи от миниатюрни "виртуални частици", които се появяват и изчезват мигновено. Става дума за неща, които са едновременно там и ги няма. Е, квантовата физика си е такава — не се подчинява на здравия разум.
Той нарекъл това явление вакуумна бирефрингенция и тук става интересно. Когато светлината преминава през област с такова поле от виртуални частици И много силно магнитно поле, се случва нещо странно: светлината се поляризира. Вълните ѝ започват да се подреждат в определена посока. Колкото по-силно е магнитното поле, толкова по-изразен е този ефект.
Проблемът? Не можем да създадем толкова силни полета
Най-големият проблем е, че за да видим този ефект на практика, ни трябва магнитно поле над 100 милиона пъти по-силно от всичко, което някога сме постигали в лаборатория. На Земята нямаме нищо дори близо до това. Ситуацията е като да искаш да изучаваш дълбоководни същества, но да разполагаш само с това, което се вижда от басейна в двора.
Но природата, както обикновено, е много по-екстремна от нас.
Влизат магнитарите
Учените насочиха вниманието си към нещо наречено магнитар — рядък тип неутронна звезда с най-мощните магнитни полета в цялата Вселена. Тези неща са наистина луди. Магнитното поле на магнитар е толкова силно, че ако се доближиш на около 1000 километра до един, полето ще откъсне електроните от всякакви атоми в тялото ти. Ще се разпаднеш на съставните си атоми мигновено. Не е най-подходящото място за почивка.
Д-р Маркус Лауър от университета Суинбърн ръководил наблюденията върху магнитар на име 1E 1547.0-5408. Използвали сериозно оборудване — радиотелескопа Паркс на CSIRO и анализ на данни от суперкомпютъра Ngarrgu Tindebeek. Освен това комбинирали резултатите си с измервания от рентгеновите телескопи на НАСА в космоса.
Какво откриха?
Екипът проследил как радиовълните и рентгеновите лъчи на магнитара се поляризират при въртенето на звездата. И ето къде става вълнуващо: посоката на поляризация оставала заключена към ориентацията на магнитното поле на магнитара — точно каквото теорията предсказва, ако вакуумната бирефрингенция се проявява.
И радиовълните, и рентгеновите лъчи показвали това подреждане, което се смята за силен знак, че виртуалните частици на Хайзенберг наистина влияят на начина, по който светлината пътува в тази екстремна среда.
Защо да те интересува?
Ако това се потвърди, е доста важно. Първо, става дума за предсказание на почти 90 години, което най-накрая се тества. Това е като да разбереш, че дивото предположение на прадядо ти за нещо се е оказало вярно.
Още по-важното е, че ни дава начин да изучаваме квантовата физика при условия, които никога не бихме могли да създадем на Земята. Тези магнитари са естествени лаборатории за разбиране на фундаменталните правила на Вселената, когато ги тласнеш до крайните им граници.
Изследователите се нуждаят от повече данни и по-добри симулации, за да изключат други обяснения, но са предпазливо оптимистични. Както се изрази д-р Лауър, те най-накрая може би ще успеят да "довършат търсенето, започнато от Хайзенберг преди почти 90 години."
Какво следва
Ето какво обичам в тази история: тя ни напомня, че Вселената е по-странна, отколкото можем да си представим. Онова "празно" пространство между звездите? Всъщност изобщо не е празно. То е квантова супа от частици, които примигват в съществуване и изчезват, като влияят на светлината, която пътува през него. Всеки път, когато погледнеш нощното небе, виждаш фотони, оформени от този невидим танц.
Наука, нали? Никога не спира да бъде готино.