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90年前的预言大概率被证实:在极端磁场环境下,真空将像晶体一样影响光的传播!

90年前的预言大概率被证实:在极端磁场环境下,真空将像晶体一样影响光的传播!

据《自然》期刊近期公布的一项研究,美国华盛顿大学、NASA等机构的科学家所组成的研究团队,对一颗磁星进行了观测,发现其X射线偏振度接近同类天体的3倍,且偏振方向与磁场方向完全一致。这一现象最可能的解释,便是那颗磁星的强磁场改变了周围真空的性质,从而改变了其辐射出的X光的传播状态,产生了“真空双折射”现象。

这一预言早在1936年,便由著名理论物理学家海森堡及其学生汉斯·欧拉共同提出,是量子电动力学理论中最知名的预言之一。只是人类在实验室中所能创造出的磁场强度很有限,远不及磁星这类天体的天然磁场极端,所以该预言一直没有得到确切验证。

磁星是宇宙中已知磁场最强的天体,它属于中子星,而中子星是大质量恒星死亡后的产物。此次科学家验证预言所用到的是一颗编号为“1E 1547.0-5408”的磁星,它是已知少数能持续辐射射电波的磁星之一。

这一预言的验证再次表明,所谓的真空,并不像人类想象的那样是一片虚无,而是仿佛像一片充满能量的海洋,其中时刻发生着量子涨落,虚粒子对瞬间诞生又消失。当磁场强度足够强时,便能迫使真空中的虚粒子对发生极化,影响光的偏振等性质,从而产生双折射效应,真空仿佛就像晶体化了一般。

广义相对论认为空间就像几何体一样可以弯曲,引力本质上是空间弯曲;而量子力学认为真空并不空,存在基底能量。尽管真空或者空间的物理性质可能比我们想象的还要复杂得多,但从真空中提取能量、折叠压缩空间,让航天器实现无工质飞行甚至超光速飞行,仍是科幻设想,目前没有可行的理论基础。