Durante mucho tiempo, la idea del vacío espacial evocaba la imagen de una región completamente desprovista de materia y energía, un concepto que incluso filósofos como Aristóteles rechazaban al afirmar que la naturaleza aborrece el vacío. Sin embargo, la física moderna ha transformado esta noción por completo. Ahora, un equipo internacional de investigadores ha logrado demostrar, por primera vez, que el vacío cósmico puede modificar la trayectoria de la luz cuando se encuentra bajo la influencia de campos magnéticos extremadamente potentes, confirmando una predicción teórica que permaneció sin pruebas durante nueve décadas.
El hallazgo, cuyos detalles fueron publicados en la prestigiosa revista Nature, fue liderado por Rachael Stewart, una estudiante de posgrado en física de la Universidad George Washington. El estudio analizó señales provenientes de un magnetar, una estrella muerta que alberga los campos magnéticos más intensos del universo. Los resultados proporcionan la evidencia más sólida hasta la fecha de que el vacío responde a estos campos, alineando la luz y cambiando su dirección en un fenómeno conocido como birrefringencia del vacío.
“Espacios aparentemente vacíos actúan como un prisma, modificando la trayectoria de los rayos en presencia de estrellas muertas”, señalaron los investigadores en su artículo.
La teoría detrás de este fenómeno se remonta a 1936, cuando el físico alemán Werner Heisenberg y su alumno Hans Euler propusieron que el vacío podría comportarse como un prisma frente a campos magnéticos extremos. Sin embargo, para poner a prueba esta idea se requería un campo magnético más de 100 millones de veces más intenso que cualquier generador terrestre. La naturaleza, como suele ocurrir, proporcionó el escenario ideal: los magnetares, remanentes densos de estrellas que explotaron y que poseen campos magnéticos colosales. Marcus Lower, astrofísico de la Universidad de Swinburne, explicó que “detectar la birrefringencia del vacío requiere un campo magnético más de 100 millones de veces más fuerte que cualquiera que hayamos creado en la Tierra”. Los magnetares ofrecen precisamente ese entorno.
Para obtener pruebas concluyentes, los científicos recurrieron al Explorador de Polarimetría de Rayos X por Imágenes (IXPE) de la NASA, un observatorio espacial lanzado en 2021 y diseñado para medir la polarización de rayos X de alta energía. Entre marzo y abril de 2025, el equipo apuntó el IXPE hacia el magnetar 1E 1547-5408, un objeto que gira una vez cada dos segundos y emite ondas de radio de manera constante. Combinando datos de este telescopio con observaciones desde la Estación Espacial Internacional, el radiotelescopio Murriyang en Australia y el Observatorio Sudafricano de Radioastronomía, los científicos encontraron dos indicios clave de la birrefringencia del vacío. Primero, los rayos X presentaron una polarización casi tres veces mayor que la registrada en fuentes similares. Segundo, la polarización coincidía en dirección con el campo magnético de la estrella y con el patrón observado en ondas de radio.
La única explicación que encajaba con todas las observaciones era precisamente la birrefringencia del vacío. Rachael Stewart declaró: “La información que hemos obtenido al observar el núcleo de esta estrella distante también nos da pistas sobre la naturaleza del tejido de la realidad tal como la conocemos, y eso me parece increíble”. Por su parte, Marcus Lower agregó:
“Es un alivio, porque significa que nuestras teorías siguen funcionando y que no hay nada que se haya roto con la física”.
El descubrimiento cierra un ciclo para los astrónomos que han estudiado estos objetos durante décadas. Fernando Camilo, científico jefe del Observatorio Sudafricano de Radioastronomía, recordó que en 2007 detectó por primera vez ondas de radio de 1E 1547-5408 y que “jamás hubiéramos imaginado que 20 años después contribuiría a investigar una predicción fundamental, y particularmente peculiar, de la mecánica cuántica”.
El concepto de vacío ha evolucionado enormemente desde la época de Aristóteles. En el siglo XIX, los físicos descubrieron que el vacío podía ser atravesado por ondas electromagnéticas, lo que llevó a la hipótesis de un éter que llenaba el espacio. Sin embargo, el famoso experimento de Michelson y Morley en 1887 demostró que el éter no existía y que la luz podía viajar en el vacío sin necesidad de un soporte material. Con la física cuántica del siglo XX, la idea cambió radicalmente. Heisenberg postuló, mediante su principio de incertidumbre, que una ausencia total de materia y energía era imposible. Así, el vacío se convierte en un mar cuántico donde partículas virtuales aparecen y desaparecen fugazmente, un fenómeno conocido como creación de pares.
Los investigadores ya habían detectado indicios de birrefringencia del vacío en 2017, con observaciones del Very Large Telescope en Chile sobre una estrella de neutrones a 400 años luz, pero los resultados no fueron concluyentes. Para obtener pruebas definitivas, se necesitaban observatorios espaciales de rayos X como el IXPE. Ahora, con los datos recogidos, el equipo espera fortalecer los resultados con futuras misiones como GoSOX, un polarímetro de rayos X blandos en órbita global, y simulaciones más avanzadas para distinguir la birrefringencia del vacío de otros procesos astrofísicos. Marcus Lower expresó: “Con estos datos futuros a nuestra disposición y nuestras simulaciones actualizadas, finalmente podremos completar la búsqueda iniciada por Heisenberg hace casi 90 años”.
Fuente: Infobae