به نقل از آماج، یک ستاره مغناطیسی چرخان به دانشمندان کمک کرده است تا یکی از قدیمیترین پرسشهای فیزیک را بررسی کنند: آیا فضای خالی واقعاً تهی است؟ یافتههای جدید نشان میدهد خلأ در مقیاس کوانتومی میتواند رفتارهایی پیچیده داشته باشد و حتی مسیر عبور نور را تغییر دهد.
برای قرنها، دانشمندان تصور میکردند فضای خالی محیطی کاملاً تهی است؛ جایی بدون ماده، ذرات یا انرژی. اما در سال ۱۹۳۶، ورنر هایزنبرگ، فیزیکدان برجسته و برنده جایزه نوبل، به همراه هانس اویلر نظریهای ارائه کردند که این تصور را به چالش کشید.
بر اساس این نظریه، خلأ در سطح کوانتومی هرگز کاملاً خالی نیست، بلکه مملو از نوساناتی است که در آن ذراتی موسوم به «ذرات مجازی» برای مدت بسیار کوتاه ظاهر و ناپدید میشوند. این پدیده که به «کف کوانتومی» شهرت دارد، در شرایط معمول قابل مشاهده نیست، اما میتواند تحت تأثیر میدانهای بسیار قدرتمند قرار گیرد.
وقتی خلأ مانند یک منشور عمل میکند
یکی از پیامدهای شگفتانگیز این نظریه، پدیدهای به نام «دوشکستی خلأ» است. در این حالت، یک میدان مغناطیسی فوقالعاده قوی میتواند باعث شود فضای خالی مانند یک منشور رفتار کند و نحوه عبور نور از آن را تغییر دهد.
این اثر باعث میشود امواج نور هنگام عبور از خلأ تحت تأثیر قرار بگیرند و جهت قطبش آنها تغییر کند. با این حال، مشاهده مستقیم این پدیده روی زمین تقریباً غیرممکن است، زیرا به میدانهای مغناطیسی میلیونها برابر قویتر از توان تولیدشده توسط انسان نیاز دارد.
مگنتارها؛ آزمایشگاههای طبیعی کیهان
برای بررسی این اثر، دانشمندان به سراغ یکی از عجیبترین اجرام جهان یعنی مگنتارها یا ستارههای مغناطیسی رفتهاند. این اجرام، بقایای بسیار چگال ستارگانی هستند که پس از انفجار ابرنواختری شکل گرفتهاند و از قویترین میدانهای مغناطیسی شناختهشده در جهان برخوردارند.
یک مگنتار معمولاً ابعادی در حد یک شهر دارد، اما جرم آن میتواند چندین برابر جرم خورشید باشد. میدان مغناطیسی این ستارههای فشرده آنقدر شدید است که حتی میتواند ساختار اتمها را تحت تأثیر قرار دهد.
مشاهدات انجامشده روی یک ستاره مغناطیسی چرخان، قویترین شواهد تاکنون را برای تأیید این ایده فراهم کرده است که فضای خالی میتواند بر رفتار نور اثر بگذارد.
آزمایش قوانین بنیادی طبیعت با کمک ستارهها
مارکوس لوور، اخترفیزیکدان دانشگاه سوینبرن استرالیا و یکی از نویسندگان این پژوهش، میگوید: «تشخیص دوشکستی خلأ به میدانی بیش از ۱۰۰ میلیون بار قویتر از هر چیزی که تاکنون روی زمین ساختهایم نیاز دارد. خوشبختانه، طبیعت این میدانها را در اختیار ما قرار داده است.»
میشلا نِگرو، اخترفیزیکدان دانشگاه ایالتی لوئیزیانا و دیگر نویسنده پژوهش نیز تأکید کرده است: «ما دیگر فقط اجرام نجومی را مطالعه نمیکنیم؛ بلکه از آنها برای آزمایش قوانین اساسی طبیعت استفاده میکنیم. این بسیار هیجانانگیز است.»
این کشف نشان میدهد کیهان میتواند بهعنوان یک آزمایشگاه عظیم برای بررسی عمیقترین پرسشهای فیزیک عمل کند؛ پرسشهایی که دههها ذهن دانشمندان را درگیر کردهاند.
برای دنبالکردن تازهترین اخبار علم، فناوری و شگفتیهای جهان هستی، به آماج مراجعه کنید.
