Το κενό διάστημα ίσως δεν είναι καθόλου κενό

Κάθισε κάτω γιατί αυτό που θα σου πω θα σε απορρίψει.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ίσως μόλις απέδειξαν κάτι παράξενο: το «άδειο» διάστημα δεν είναι καθόλου άδειο. Είναι, τεχνικά, γεμάτο. Ξέρω, ακούγεται σαν αυτά που λέει ο φιλόσοφος μετά από τρία καφέδια, αλλά άσε με να σου εξηγήσω.

Η Τρελή Ιδέα του Heisenberg

Πριν σχεδόν 90 χρόνια, ο φυσικός Werner Heisenberg πέταξε μια ιδέα που σήμερα φαντάζει εξωπραγματική. Είπε ότι αυτό που λέμε «κενό» — το κενό του σύμπαντος — δεν είναι καθόλου κενό. Αντίθετα, βράζει από μικροσκοπικά σωματίδια που εμφανίζονται και εξαφανίζονται κυριολεκτικά σε κλάσματα του δευτερολέπτου. Πράγματα που είναι εκεί και δεν είναι ταυτόχρονα. Κβαντοφυσική, τι να κάνουμε.

Το ονόμασε κβαντική διπλήλαση του κενού (vacuum birefringence). Και εδώ αρχίζει το ενδιαφέρον: όταν φως περνάει μέσα από ένα τέτοιο πεδίο και ένα απίστευτα δυνατό μαγνητικό πεδίο, κάτι περίεργο συμβαίνει. Το φως πολώνεται. Τα κύματά του ευθυγραμμίζονται προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Όσο πιο δυνατό το μαγνητικό πεδίο, τόσο πιο έντονο το αποτέλεσμα.

Το Πρόβλημα; Δεν Μπορούμε να Φτιάξουμε Τόσο Δυνατά Πεδία

Για να δούμε αυτό το φαινόμενο στην πράξη, χρειαζόμαστε μαγνητικό πεδίο πάνω από 100 εκατομμύρια φορές πιο δυνατό από οτιδήποτε έχουμε καταφέρει σε εργαστήριο. Στη Γη, δεν υπάρχει τίποτα που να πλησιάζει. Είναι σαν να προσπαθείς να μελετήσεις τα πλάσματα του βυθού αλλά να βλέπεις μόνο την πισίνα της αυλής σου.

Αλλά η φύση, όπως αποδεικνύεται, είναι τρελή.

Γνώρισε τους Μαγνητάρους

Οι επιστήμονες στράφηκαν προς κάτι που ονομάζεται μαγνητάρος — ένα σπάνιο είδος αστέρα νετρονίων με τα πιο ισχυρά μαγνητικά πεδία σε ολόκληρο το σύμπαν. Αυτά τα πράγματα είναι τρελά. Το μαγνητικό πεδίο ενός μαγνητάρου είναι τόσο δυνατό που αν πλησίαζες σε απόσταση 1.000 χιλιομέτρων, το πεδίο θα έσκιζε τα ηλεκτρόνια από κάθε άτομο του σώματός σου. Θα διαλυόσουν στα συστατικά σου αμέσως. Όχι ιδανικό για διακοπές.

Ο Δρ. Marcus Lower από το Πανεπιστήμιο Swinburne ηγήθηκε παρατηρήσεων ενός μαγνητάρου με την ονομασία 1E 1547.0-5408. Χρησιμοποίησαν το ραδιοτηλεσκόπιο Parkes του CSIRO και ανάλυση δεδομένων στον υπερυπολογιστή Ngarrgu Tindebeek. Συνδύασαν επίσης τα ευρήματά τους με μετρήσεις από τα ακτίνες Χ της NASA στο διάστημα.

Τι Βρήκαν;

Η ομάδα παρακολούθησε πώς πολώνονταν τα ραδιοκύματα και οι ακτίνες Χ του μαγνητάρος καθώς ο αστέρας περιστρεφόταν. Και εδώ είναι το συναρπαστικό: η κατεύθυνση πόλωσης παρέμενε κλειδωμένη στον προσανατολισμό του μαγνητικού πεδίου του αστέρα. Ακριβώς αυτό που προβλέπει η θεωρία για την κβαντική διπλήλαση του κενού.

Τόσο τα ραδιοκύματα όσο και οι ακτίνες Χ έδειξαν αυτή την ευθυγράμμιση. Θεωρείται ισχυρή ένδειξη ότι τα εικονικά σωματίδια του Heisenberg επηρεάζουν πράγματι το φως σε αυτό το ακραίο περιβάλλον.

Γιατί Πρέπει να Σε Απασχολεί;

Αν αυτό ισχύει, είναι μεγάλη υπόθεση. Πρώτον, είναι μια πρόβλεψη σχεδόν 90 ετών που επιτέλους δοκιμάζεται. Είναι σαν να ανακαλύπτεις ότι η τρελή θεωρία του παππού σου για κάτι ήταν τελικά σωστή.

Πιο σημαντικό: μας δίνει τρόπο να μελετήσουμε την κβαντοφυσική κάτω από συνθήκες που δεν μπορούμε ποτέ να αναπαράγουμε στη Γη. Αυτοί οι μαγνητάροι είναι φυσικά εργαστήρια για να κατανοήσουμε πώς λειτουργούν οι θεμελιώδεις κανόνες του σύμπαντος στα απόλυτα όριά τους.

Οι ερευνητές χρειάζονται περισσότερα δεδομένα και καλύτερες προσομοιώσεις για να αποκλείσουν άλλες εξηγήσεις, αλλά είναι συγκρατημένα αισιόδοξοι. Όπως είπε ο Δρ. Lower, ίσως τελικά μπορέσουν να «ολοκληρώσουν την αναζήτηση που ξεκίνησε ο Heisenberg πριν σχεδόν 90 χρόνια».

Το Συμπέρασμα

Αυτό που λατρεύω σε αυτή την ιστορία: μας θυμίζει ότι το σύμπαν είναι πιο παράξενο απ' ό,τι μπορούμε να φανταστούμε. Αυτός ο «κενός» χώρος ανάμεσα στα αστέρια; Δεν είναι καθόλου κενός. Είναι μια κβαντική σούπα από σωματίδια που αναβοσβήνουν μέσα κι έξω από την ύπαρξη, επηρεάζοντας το φως που τα διασχίζει. Κάθε φορά που κοιτάς τον νυχτερινό ουρανό, βλέπεις φωτόνια που έχουν διαμορφωθεί από αυτόν τον αόρατο χορό.

Επιστήμη, λοιπόν. Ποτέ δεν παύει να είναι εκπληκτική.