Proučavajući neutronsku zvijezdu RX J1856.5-3754, udaljenu oko 400 svjetlosnih godina od Zemlje, znanstvenici pod vodstvom prof. Roberta Mignanija s talijanskog Istituto Nazionale Di Astrofisica iz Milana, ostali su zapanjeni otkrićem neobičnog kvantnog izobličenja, čije postojanje još nikad nije registrirano na makroskopskoj razini. Riječ je o tzv. vakuumskoj birefrigenciji, poremećaju koji je teoretski opisan još 30-ih godina prošlog stoljeća, a potom i empirijski potvrđen, no samo na razini atoma.
Naime, prema kvantnoj elektrodinamici, disciplini unutar kvantne mehanike koja opisuje međudjelovanje svjetlosti i materije, svemir je pun tzv. virtualnih čestica, koje se naizmjence pojavljuju i potom nestaju, narušavajući pritom normalnu aktivnost fotona. Iako se virtualne čestice razlikuju od običnih čestica kao što su elektroni ili fotoni, i to zbog jednostavne činjenice što obične čestice nemaju mogućnost naizmjeničnog pojavljivanja i nestanka, valja naglasiti kako obje vrste čestica imaju slične fluktuacije unutar kvantnog polja.
I dok u običnom praznom prostoru virtualne čestice nemaju utjecaja na ponašanje fotona, situacija se drastično mijenja u blizini jakih magnetskih polja kao što je ono neutronske zvijezde, gdje navedene počinju ozbiljno narušavati normalno ponašanje fotona. “Riječ je o makroskopskom prikazu kvantnog polja. Navedena pojava događa se na razini neutronske zvijezde”, izjavio je Jeremy Heyl, s University of British Columbia, koji inače nije bio uključen u navedeno istraživanje.
Podsjetimo, neutronska zvijezda rezultat je eksplozije supernove, gdje se ostaci divovske zvijezde uruše u sebe, stvarajući minijaturnu zvijezdu nevjerojatno velike gustoće i brze rotacije oko vlastite osi, zbog čega navedenu još nazivaju i pulsar. Jedna žlica materije zbijene unutar neutronske zvijezde ima masu od milijardu tona, a njena površina je nemjerljivo čvršća od čelika. Zbog toga takvi objekti imaju najsnažnija poznata magnetska polja u svemiru, koja drastično utječu na materiju u blizini.
Kako još uvijek nemamo Teoriju kvantne gravitacije, koja bi na isti način opisala ponašanje tijela na mikro i makro nivou, odnosno ujedinila Teoriju relativnosti i Kvantnu mehaniku, otkriće ovakvog kvantnog izobličenja u orbiti neutronske zvijezde u suprotnosti je s Teorijom relativnosti, koja kaže kako je vakuum prazan, za razliku od kvantne mehanike koja predviđa kako je krcat virtualnim česticama.
“Prema kvantnoj elektrodinamici, snažno magnetiziran vakuum ponaša se kao svojevrsna prizma za lom svjetlosti, a što je pojava poznata kao vakuumska birefrigencija”, naveo je Mignani u priopćenju za javnost. “Ovu je pojavu moguće detektirati jedino u prisustvu snažnih magnetskih polja, kakva su ona neutronskih zvijezda”, dodao je član tima Roberto Turolla.
Talijanski znanstvenici dotičnu su pojavu registrirali koristeći trenutno najmoderniji svjetski teleskop na površini planeta, poznati Very Large Telescope (VLT), promatrajući pritom tzv. linearnu polarizaciju, odnosno nagib svjetlosnih valova pod utjecajem magnetskog polja u praznom prostoru oko zvijezde. I dok Teorija relativnosti tvrdi kako se svjetlost kroz vakuum širi slobodno, bez izmjena, promatranje je ukazalo na linearnu polarizaciju od 16 stupnjeva, a što je moguće objasniti jedino kroz utjecaj virtualnih čestica.
Grafički prikaz vakuumske birefrigencije na primjeru neutronske zvijezde, gdje svjetlost dopire s navedene (lijevo) i potom biva linearno polarizirana dok putuje kroz vakuum svemira na svom putu do Zemlje (desno). (FOTO: ESO/L. Calçada)
Naravno, ove rezultate potrebno je potvrditi i kroz druga promatranja, kako bismo bili potpuno sigurni u njih.
