Britští vědci objevili, že světlo se může „spontánně vytvářet“v blízkosti velkých neutronových hvězd a černých děr kvůli kvantovým interakcím mezi vakuem a kosmickými paprsky, které jím procházejí. Jejich nálezy byly prezentovány v časopise Physical Review Letters.
Vědci dnes věří, že vakuum, na rozdíl od našich společných přesvědčení, není ztělesněním absolutní prázdnoty a pouze prázdným prostorem. Představuje, v souladu se zákony kvantové fyziky, neustále rozrušené „moře“nekonečného počtu neustále se rodících a sebezničujících párů virtuálních částic a antičástic. Jejich vzájemné působení by podle fyziků mělo mít zvláštní vliv na chování atomů a světla.
Například, toto kvantové „moře“by mělo mít zvláštní účinek na polarizaci světla v přítomnosti silných magnetických polí, což by způsobilo, že se rozdělí a polarizuje stejným způsobem, jako se světlo v některých krystalech chová, což způsobí, že se rozdělí na dva paprsky. Vědci hovoří o existenci takového efektu od třicátých let minulého století, ale dosud to nedokázali zaznamenat.
Dnes se astronomové snaží najít stopy své existence pozorováním rádiových signálů a dalších typů záření vyzařovaného z pulsarů, „mrtvých hvězd“s extrémně silnými magnetickými poli.
Noble a jeho kolegové objevili další zvědavý projev toho, jak se „moře“neexistujících částic, které obývají prázdnotu vakua, může projevit v reálném světě a analyzovat, co se stane s nabitými částicemi, které procházejí blízkostí „mrtvých hvězd“.
Vědci upozornili na skutečnost, že kvantové fluktuace vakua a silných magnetických polí pulsarů ovlivní nejen chování světelných částic, ale zvláštním způsobem „zpomalí“pohyb různých kosmických paprsků, zrychlených na rychlosti blízkého světla.
Noble vysvětluje, že tento proces bude v podstatě velmi podobný zvědavému efektu objevenému sovětskými fyziky téměř před sto lety. V roce 1934 Pavel Cherenkov a Sergei Vavilov při experimentování s gama zářením zjistili, že když se dostane do kapaliny, způsobí to slabý, ale zřetelně zřetelný záblesk, protože gama paprsky vyrazí elektrony a urychlí je na rychlosti překračující rychlost světla v voda.
Fyzici dlouho nevěřili, že Cherenkovovo záření může vzniknout ve vakuu, protože rychlost světla v něm nemůže být překročena. Výpočty britských fyziků ukazují, že toto pravidlo je porušeno, když kosmický paprsek nebo paprsek zrychlených částic zasáhne okolí pulsaru nebo světelný puls super výkonného laseru.
Propagační video:
V posledně uvedeném případě, jak poznamenávají fyzici, je nutné postavit extrémně výkonný laser schopný urychlit elektrony na energie vyšší než 1,3 teraelektronvoltů, což zatím mohou udělat jen nejsilnější srážky. Takové světelné zdroje, připouští Noble, nebudou postaveny ani ve vzdálené budoucnosti.
Z tohoto důvodu vědci navrhují hledat stopy existence tohoto jevu v okolí pulsarů, jejichž magnetická pole jsou asi o pět řádů silnější než ta elektrická pole, která generují nejvýkonnější lasery existující nebo ve výstavbě.
Podle autorů článku mohou být prakticky všechny vysokoenergetické gama paprsky vycházející z milisekundových pulsarů generovány podobnými kvantovými interakcemi mezi vakuovým a vysokoenergetickým kosmickým paprskem.
Lze toto „spontánní“světlo najít? Podle Nobleho a jeho kolegů už možná astrofyzici zjistili stopy jeho existence. Skutečnost je taková, že v roce 2009 Fermiho gama dalekohled ukázal, že centrum Mléčné dráhy produkuje neobvykle velké množství gama záření, jehož jas v vysokoenergetické části spektra výrazně překročil teoreticky předpovězené hodnoty.
Vědci pak věřili, že to mohly způsobit rozpady částic temné hmoty, ale později to astronomové zpochybnili, protože v sousední galaxii, mlhovině Andromeda, nenašli takový nadměrný zář. Britští fyzici předpokládají, že to nebylo vytvořeno touto neviditelnou látkou, ale jevem, který objevili.