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真空真的是空的吗?这颗磁星或许终于解开90年之谜
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- 荷鲁斯快报
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天文学家宣布了新的证据,表明真空并非真正的空无一物,而是可以被极强的磁场扭曲,像棱镜一样发挥作用。这项研究由乔治华盛顿大学研究生Rachael Stewart领导,证实了物理学家维尔纳·海森堡和他的学生汉斯·欧拉90年前首次提出的预测。研究团队利用NASA的成像X射线偏振探测器(IXPE)研究了一颗名为1E 1547-5408的磁星,捕捉到了迄今最强的真空双折射效应信号。路易斯安那州立大学的合著者Michela Negro表示:“我们不再仅仅研究天体,而是利用它们来检验自然法则。”
这个谜团可以追溯到1936年,当时海森堡和欧拉提出空间从来不是真正的虚空。相反,他们提出,空间是一个由虚粒子——电子和正电子——组成的沸腾海洋,这些粒子不断地产生和湮灭。这种量子力学泡沫在正常情况下是看不见的,但理论预测,一个足够强大的磁场,比如磁星周围的磁场,可以改变光在其中的传播方式。磁星是巨型恒星爆炸后留下的城市大小的中子星,拥有宇宙中最强的磁场,是完美的天然实验室。
这项新研究在2025年3月和4月的观测后发表,聚焦于一颗每两秒旋转一次并发出稳定无线电波的磁星。研究团队将IXPE的X射线偏振数据与国际空间站X射线望远镜以及澳大利亚和南非的射电望远镜的观测数据相结合。有两项关键测量指向了真空双折射:X射线显示出强烈的线偏振,并且偏振角在不同能量带上保持非常稳定。这种行为与真空在磁星磁场作用下弯曲光的预期完全一致。
据合著者Marcus Lower称,
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