Космически "призраци" с отрицателна енергия биха отворили път към нова физика

Ваня Милева Последна промяна на 15 January 2026 в 00:00 3741 0

Синьо сияние в реактор

Кредит Flickr (CC BY-NC 2.0)
Радиация на Черенков в ядрения реактор в колежа Рийд, единственият реактор в САЩ, обслужван от студенти.

Сиянието, който се появява, когато частица надвиши скоростта на светлината заради средата, през която преминава, в други контексти може да сигнализира за вид квантова нестабилност, която би могла да предизвика явление, известно като разпад на вакуума.

Според теоретичния физик Евгений Бабичев (Eugeny Babichev) от Университета Париж-Сакле, ако някога бъде забелязано в космоса, зловещото синьо сияние на лъчение на Черенков би могло да се интерпретира като проява на смущения от призрачни системи с отрицателна енергия.

Защо е важно? Защото настоящата ни теория за гравитацията е непълна и такъв сигнал би предложил рядка представа за това как се държи пространство-времето в режими, където съществуващите теории се разпадат, и потенциално би стеснил търсенето на по-добри модели.

"Тук показваме, че човек може да разгледа два привидно много различни физически ефекта, лъчението на Черенков и нестабилността на призраците, от една и съща гледна точка", пише Бабичев в своята статия.

"Тоест, ще демонстрираме, че може да се интерпретира лъчението на Черенков като нестабилност със създаването на призрак, носещ отрицателна енергия."

Като "призрак" във физиката може да опише всеки нефизичен фактор, добавен към теорията на частиците, за да я направи математически последователна. Но може да се отнася и до физическо смущение с отрицателна енергия, различно от математическите калибровъчни призраци, което сигнализира за нестабилност.

Това може да се обясни с аналогия с водата. Представете си водна повърхност като за базова линия, най-ниското енергийно състояние, което водата може да заеме. Създаването на вълнички изисква енергия, като например хвърлянето на камъче - обикновено природата не създава вълнички без добавяне на енергия, която да ги захранва.

При определени условия обаче теорията предсказва появата на смущение, носещо отрицателна енергия – призрак. Това много прилича на спонтанно появяващи се вълнички, без да е необходимо камъче, което да вкара енергията, необходима за създаването им.

Това не е създаване на енергия от нищото. Всъщност системата може да намали общата си енергия, произвеждайки двойка смущения – едно положително и едно отрицателно – което прави първоначалното състояние нестабилно. Това са същите двойки частици - от материя и антиматерия, които според квантовата теория на полето са вълнички в полето на съответната частица.

Тук, на Земята, Черенковското лъчение е светлинен знак за нестабилност. То възниква, когато смущение в дадена среда се разпространява по-бързо през нея от "вълничките", които то създава – светлинната версия на звуковата ударна вълна. Вълничките се натрупват, докато не избухнат в ударна вълна. Обикновено се наблюдава в ядрени реактори, където заредените частици се движат през водата по-бързо от скоростта на светлината във вакуум.

Според известната физика обаче, нищо не може да се движи по-бързо от светлината във вакуум, така че Черенковските ударни вълни не би трябвало да се появяват там.

В своята статия Бабичев обяснява, че призрачната нестабилност във вакуум може да се държи много подобно на свръхсветлинна заредена частица и да предизвика Черенковска ударна вълна по същия начин.

"Както показахме, кинематиката на двата процеса – Черенковското лъчение и призрачната нестабилност от определен тип – наистина е напълно еквивалентна", отбелязва авторът.

Това би променило коренно нашето разбиране за физическата Вселена. Откриването на лъчение на Черенков в нищото би означавало, че поне понякога космическият вакуум може да се държи като среда със структура, граници и съхранена енергия, което би помогнало за подкрепата или отхвърлянето на някои от предложените модифицираните гравитационни теории.

От своя страна това би означавало, че текущото определение за вакуум е неправилно или непълно и не е най-нискоенергийното състояние на Вселената, за което се приема. Това би принудило физиците да преосмислят представата си за някои фундаментални физични елементи.

Това не би било напълно неочаквано - напрежението между Общата теория на относителността и квантовата механика от десетилетия създава проблем в разбирането за физическата Вселена.

Тази дискусия в момента е здраво залегнала в сферата на теоретичното. Настоящата статия не предлага практически средства дори за търсене на подобно решение.

Но теоретичната основа е добра първа стъпка, а изследването на възможностите, представени от тази идея, е начин да се разбере как да се търси такова решение.

"Би било интересно да се проучи сценарий, при който такава нестабилна конфигурация в модифицирана гравитация е квазистабилна, т.е. времето на нестабилност е много по-дълго от съответните физически процеси. Например да си представим черна дупка с наличието на "призрак", но със скорост на нестабилност, по-малка от честотата на квазинормалните модове", пише Бабичев.

"Друга насока за бъдещи изследвания би била да се проучи аналитично и числено как се развива подобен тип нестабилност на призраци за конкретни решения в различни теории на гравитацията."

Справка: Cherenkov radiation as ghost instability, Eugeny Babichev; Phys. Rev. D 112, 084007 – Published 6 October, 2025; DOI: https://doi.org/10.1103/bgwl-dwbd

Източник: Negative Energy 'Ghosts' Flashing in Space Could Reveal New Physics, Michelle Starr, Science Alert

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Физика

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !