Астрономы нашли самые убедительные доказательства того, что вакуум способен изменять свет

Наблюдения за магнетаром 1E 1547-5408 подтвердили предсказанный почти 90 лет назад эффект вакуумного двулучепреломления. В экстремальном магнитном поле даже пустое пространство начинает влиять на распространение света, фактически приобретая свойства оптической среды.

Астрономы нашли самые убедительные доказательства того, что вакуум способен изменять свет

Пустота в космосе может оказаться гораздо менее «пустой», чем кажется. Международная группа астрономов получила наиболее убедительные на сегодняшний день свидетельства вакуумного двулучепреломления — квантового эффекта, при котором чрезвычайно сильное магнитное поле изменяет свойства вакуума и влияет на проходящий через него свет.

Возможность существования такого эффекта еще в 1936 году предсказали Вернер Гейзенберг и Ханс Эйлер. Согласно квантовой электродинамике, вакуум нельзя считать абсолютной пустотой: в нем постоянно происходят квантовые флуктуации, которые условно описывают как появление и исчезновение виртуальных частиц. В обычных условиях заметить их влияние практически невозможно.

Ситуация меняется в экстремально сильном магнитном поле. Теория предсказывает, что оно способно заставить вакуум вести себя подобно оптической среде, изменяя поляризацию проходящего через него света. Для наблюдения такого эффекта необходимо поле более чем в 100 миллионов раз сильнее создаваемых человеком, поэтому естественной лабораторией для физиков стали магнетары — нейтронные звезды с одними из самых мощных магнитных полей во Вселенной.

Астрономы нашли самые убедительные доказательства того, что вакуум способен изменять свет
Наблюдения за сильно намагниченной мертвой звездой предоставляют самые убедительные на сегодняшний день доказательства странного квантового эффекта, из-за которого пустое пространство изменяет способ распространения света. NASA

Исследователи изучили магнетар 1E 1547-5408, который совершает один оборот примерно за две секунды. Основные наблюдения проводились в марте и апреле 2025 года при помощи рентгеновской обсерватории NASA IXPE. Их дополнили данные других рентгеновских и радиотелескопов.

Рентгеновское излучение магнетара оказалось почти в три раза сильнее поляризовано, чем у сопоставимых источников. При этом направление поляризации совпадало с ориентацией магнитного поля звезды, которую ученые независимо определили по радионаблюдениям.

По словам исследователей, обычные модели излучения поверхности нейтронной звезды не позволяют удовлетворительно объяснить такое сочетание характеристик. Зато наблюдения соответствуют именно тому поведению света, которое предсказывает теория вакуумного двулучепреломления.

Первые возможные признаки эффекта астрономы наблюдали еще в 2017 году у нейтронной звезды RX J1856.5-3754, однако тогда оптические данные допускали альтернативные объяснения. Запущенная в 2021 году обсерватория IXPE впервые дала ученым возможность проводить достаточно точные измерения поляризации рентгеновского излучения магнетаров.

Таким образом, наблюдения фактически подтверждают предсказание квантовой физики, сделанное около 90 лет назад. Впрочем, исследователи намерены продолжить проверку результата с помощью будущих рентгеновских обсерваторий и более совершенного компьютерного моделирования, чтобы окончательно отделить вакуумное двулучепреломление от других процессов в окрестностях магнетаров.

Читайте также

Звезда в трехстах световых годах неспешно поглощает коричневого карлика

Звезда в трехстах световых годах неспешно поглощает коричневого карлика

Астрономы впервые нашли планету, «восставшую из пепла» погибшей звезды

Астрономы впервые нашли планету, «восставшую из пепла» погибшей звезды

Лед на северном полюсе Марса оказался намного чище, чем считали ученые

Лед на северном полюсе Марса оказался намного чище, чем считали ученые

Blue Origin показала 20-метровую солнечную башню для будущей базы на Луне

Blue Origin показала 20-метровую солнечную башню для будущей базы на Луне

Ученые создали «живой цемент» из дрожжей — из него предлагают печатать базы на Марсе

Ученые создали «живой цемент» из дрожжей — из него предлагают печатать базы на Марсе

NASA готовит новый космический телескоп PRIMA — он увидит то, что недоступно James Webb

NASA готовит новый космический телескоп PRIMA — он увидит то, что недоступно James Webb

Самая легкая пара нейтронных звезд подтвердила теорию Эйнштейна

Самая легкая пара нейтронных звезд подтвердила теорию Эйнштейна

Спутник SMILE показал северное сияние целиком — даже на дневной стороне Земли

Спутник SMILE показал северное сияние целиком — даже на дневной стороне Земли

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Ученые МФТИ создали нейросеть по принципу мозжечка

Ученые МФТИ создали нейросеть по принципу мозжечка

Физики создали почти идентичные фотоны для будущих квантовых сетей

Физики создали почти идентичные фотоны для будущих квантовых сетей

В Китае создали установку, которая производит водород и пресную воду из морской воды

В Китае создали установку, которая производит водород и пресную воду из морской воды

В Сингапуре человекоподобные роботы начнут работать вместе с полицией к 2028 году

В Сингапуре человекоподобные роботы начнут работать вместе с полицией к 2028 году