Ilmuwan Inggris telah menemukan bahwa cahaya dapat "muncul secara spontan" di sekitar bintang neutron besar dan lubang hitam akibat interaksi kuantum antara ruang hampa dan sinar kosmik yang melewatinya. Temuan mereka dipresentasikan di jurnal Physical Review Letters.
Saat ini para ilmuwan percaya bahwa ruang hampa, bertentangan dengan kepercayaan umum kita, bukanlah perwujudan dari kehampaan absolut dan hanya ruang kosong. Ia merepresentasikan, sesuai dengan hukum fisika kuantum, "lautan" yang terus-menerus bergejolak dari pasangan partikel virtual dan antipartikel yang terus-menerus lahir dan merusak diri sendiri dalam jumlah tak terbatas. Interaksi mereka, menurut fisikawan, seharusnya memiliki efek khusus pada perilaku atom dan cahaya.
Misalnya, "laut" kuantum ini seharusnya memiliki efek khusus pada polarisasi cahaya di hadapan medan magnet yang kuat, menyebabkannya terpecah dan terpolarisasi dengan cara yang sama seperti perilaku cahaya di beberapa kristal, menyebabkannya terpecah menjadi dua balok. Para ilmuwan telah membicarakan tentang keberadaan efek semacam itu sejak tiga puluhan abad yang lalu, tetapi mereka belum dapat merekamnya hingga sekarang.
Saat ini, para astronom mencoba menemukan jejak keberadaannya dengan mengamati sinyal radio dan jenis radiasi lain yang dipancarkan dari pulsar, "bintang mati" dengan medan magnet yang sangat kuat.
Noble dan rekan-rekannya telah menemukan manifestasi aneh lainnya tentang bagaimana "lautan" partikel yang tidak ada yang menghuni kekosongan ruang hampa dapat memanifestasikan dirinya di dunia nyata, menganalisis apa yang terjadi pada partikel bermuatan yang melewati sekitar "bintang mati".
Para ilmuwan menarik perhatian pada fakta bahwa fluktuasi kuantum vakum dan medan magnet kuat pulsar tidak hanya akan memengaruhi perilaku partikel cahaya, tetapi dengan cara khusus "memperlambat" pergerakan berbagai sinar kosmik, yang dipercepat hingga mendekati kecepatan cahaya.
Proses ini, jelas Noble, pada dasarnya akan sangat mirip dengan efek aneh yang ditemukan oleh fisikawan Soviet hampir seratus tahun lalu. Kembali pada tahun 1934, Pavel Cherenkov dan Sergei Vavilov memperhatikan, saat bereksperimen dengan radiasi gamma, bahwa ketika ia masuk ke dalam cairan, itu menyebabkan cahaya yang lemah tetapi jelas terlihat di dalamnya karena fakta bahwa sinar gamma melumpuhkan elektron dan mempercepatnya hingga kecepatan melebihi kecepatan cahaya di air.
Untuk waktu yang lama, fisikawan tidak percaya bahwa radiasi Cherenkov dapat muncul dalam ruang hampa, karena kecepatan cahaya di dalamnya tidak dapat dilampaui. Perhitungan oleh fisikawan Inggris menunjukkan bahwa aturan ini dilanggar ketika sinar kosmik atau berkas partikel yang dipercepat menghantam sekitar pulsar atau pulsa cahaya dari laser yang sangat kuat.
Video promosi:
Dalam kasus terakhir, seperti yang dicatat oleh fisikawan, perlu untuk membangun laser yang sangat kuat yang mampu mempercepat elektron menjadi energi melebihi 1,3 teraelectronvolts, yang sejauh ini hanya dapat dilakukan oleh penumbuk terkuat. Sumber cahaya seperti itu, diakui Noble, tidak akan dibangun bahkan di masa depan yang jauh.
Untuk alasan ini, para ilmuwan mengusulkan untuk mencari jejak keberadaan fenomena ini di sekitar pulsar, yang medan magnetnya sekitar lima kali lipat lebih kuat daripada medan listrik yang menghasilkan laser paling kuat yang ada atau sedang dibangun.
Menurut penulis artikel tersebut, hampir semua sinar gamma berenergi tinggi yang memancar dari pulsar milidetik dapat dihasilkan oleh interaksi kuantum serupa antara vakum dan sinar kosmik berenergi tinggi.
Dapatkah cahaya "spontan" ini ditemukan? Menurut Noble dan koleganya, ahli astrofisika mungkin sudah mendeteksi jejak keberadaannya. Faktanya adalah bahwa pada tahun 2009 teleskop sinar gamma Fermi menunjukkan bahwa pusat Bima Sakti menghasilkan radiasi gamma dalam jumlah yang luar biasa besar, yang kecerahannya di bagian spektrum berenergi tinggi secara signifikan melebihi nilai prediksi teoritis.
Kemudian para ilmuwan percaya bahwa peluruhan partikel materi gelap dapat menghasilkannya, tetapi kemudian para astronom meragukan hal ini, karena tidak menemukan radiasi yang berlebihan di galaksi tetangga, Nebula Andromeda. Fisikawan Inggris berasumsi bahwa itu dihasilkan bukan oleh substansi tak terlihat ini, tetapi oleh fenomena yang mereka temukan.
