Britanski znanstvenici otkrili su da svjetlost može „spontano generirati“u blizini velikih neutronskih zvijezda i crnih rupa zbog kvantnih interakcija između vakuuma i kozmičkih zraka koje prolaze kroz njega. Njihova otkrića predstavljena su u časopisu Physical Review Letters.
Danas znanstvenici vjeruju da vakuum, suprotno našim uobičajenim uvjerenjima, nije utjelovljenje apsolutne praznine i samo prazan prostor. Predstavlja, u skladu sa zakonima kvantne fizike, neprestano uzburkano „more“beskonačnog broja neprestano rađenih i samouništavajućih parova virtualnih čestica i antičestica. Njihova interakcija, prema fizičarima, trebala bi imati poseban utjecaj na ponašanje atoma i svjetlosti.
Na primjer, ovo kvantno "more" trebalo bi imati poseban utjecaj na polarizaciju svjetlosti u prisutnosti jakih magnetskih polja, uzrokujući da se ona podijeli i polarizira na isti način kao što se svjetlost ponaša u nekim kristalima, uzrokujući da se podijeli u dvije zrake. Znanstvenici govore o postojanju takvog učinka još od tridesetih godina prošlog stoljeća, ali to do sada nisu uspjeli zabilježiti.
Danas astronomi pokušavaju pronaći tragove njegovog postojanja promatrajući radio signale i druge vrste zračenja koje proizlaze iz pulsara, "mrtvih zvijezda" s izuzetno snažnim magnetskim poljem.
Noble i njegovi kolege otkrili su još jednu znatiželjnu manifestaciju kako se „more“nepostojećih čestica koje nastanjuju prazninom vakuuma može očitovati u stvarnom svijetu, analizirajući što se događa s nabijenim česticama koje prolaze kroz blizinu „mrtvih zvijezda“.
Znanstvenici su skrenuli pozornost na činjenicu da će kvantne fluktuacije vakuuma i moćnih magnetskih polja pulsara utjecati ne samo na ponašanje svjetlosnih čestica, već će na poseban način "usporiti" kretanje različitih kozmičkih zraka, ubrzanih do skoro svjetlosnih brzina.
Ovaj će postupak, pojašnjava Noble, u biti biti vrlo sličan znatiželjnom učinku koji su otkrili sovjetski fizičari prije gotovo stotinu godina. Još davne 1934., Pavel Čerenkov i Sergej Vavilov, primijetili su, eksperimentirajući s gama zračenjem, da kada uđe u tekućinu, u njemu izaziva slab, ali jasno vidljiv sjaj zbog činjenice da gama zrake izbijaju elektrone i ubrzavaju ih do brzine veće od brzine svjetlosti u voda.
Dugo vremena fizičari nisu vjerovali da Čerenkov zračenje može nastati u vakuumu, jer brzina svjetlosti u njemu ne može biti veća. Izračuni britanskih fizičara pokazuju da se to pravilo krši kada kozmička zraka ili snop ubrzanih čestica pogodi blizinu pulsara ili svjetlosni impuls supermoćnog lasera.
Promotivni video:
U potonjem slučaju, kao što fizičari primjećuju, potrebno je izgraditi izuzetno moćan laser koji može ubrzavati elektrone do energije veće od 1,3 teraelektronvolta, što dosad mogu učiniti samo najmoćniji sudarači. Takvi izvori svjetla, priznaje Plemenski, neće biti izgrađeni ni u dalekoj budućnosti.
Iz tog razloga, znanstvenici predlažu da tragaju za postojanjem ovog fenomena u blizini pulsara, čija su magnetska polja otprilike pet reda jača od onih električnih polja koja stvaraju najmoćnije lasere koji postoje ili su u izgradnji.
Prema autorima članka, gotovo sve visokoenergetske gama zrake koje proizlaze iz milisekundi pulsara mogu se generirati sličnim kvantnim interakcijama između vakuuma i visokoenergetskih kozmičkih zraka.
Da li se može pronaći ta "spontana" svjetlost? Prema Nobleu i njegovim kolegama, astrofizičari su možda već otkrili tragove njegovog postojanja. Činjenica je da je 2009. godine Fermi gama-teleskop pokazao da središte Mliječnog puta proizvodi neobično veliku količinu gama zračenja, čija svjetlina u visokoenergetskom dijelu spektra značajno prelazi teoretski predviđene vrijednosti.
Tada su znanstvenici mislili da bi propadanje čestica tamne materije to moglo stvoriti, ali kasniji astronomi sumnjali su u to, ne otkrivši takav višak zračenja u susjednoj galaksiji, maglici Andromeda. Britanski fizičari pretpostavljaju da ga je stvorila ne nevidljiva tvar, već fenomen koji su otkrili.