夜空を見上げると、星と星の間にある暗い空間は完全に空っぽに見える。しかし、最近の天文学の観測によって、この宇宙の真空が実は複雑に変化する環境であることが示された。科学者たちは、死んだ星のつぶれた中心部に特別な望遠鏡を向けることで、約100年前に提案された奇妙な量子効果の証拠を発見したかもしれない。
1936年、物理学者のヴェルナー・ハイゼンベルクとハンス・オイラーは、十分に強い磁場が宇宙の真空を根本的に変える可能性があるという理論を発表した。この理論によると、何もないように見える空間には、一瞬だけ現れてすぐに消える仮想粒子が満ちている。普通の状況ではこれらを検出することはできないが、極めて強い磁場の中では、真空が光を分けるレンズのような働きをするという。
この現象は「真空複屈折」と呼ばれ、実験室では作れないほど強力な磁場が必要なため、長年証明できなかった。そこで研究チームは、地球から遠く離れた「マグネター」と呼ばれる非常に強い磁場を持つ中性子星を観測した。2025年にNASAの観測衛星などを使って行われた共同観測の結果、この星から出るX線が強く偏光していることが分かった。このデータは、90年前の真空複屈折の予測と完全に一致している。
ライス大学の博士研究員であるホア・ディン・ティ氏は、この死んだ星のおかげで、地球上では再現できない極限の環境で物理学の基本法則をテストできると説明した。科学者の間ではまだ議論が続いているが、この観測は、人類が宇宙の極限環境を利用して自然の法則そのものを証明しようとする大きな一歩となった。