Confirman que el vacío del espacio puede desviar la luz: se resolvió un enigma de 90 años

Un equipo internacional demostró por primera vez que el vacío del espacio actúa como un prisma bajo campos magnéticos extremos y altera la trayectoria de la luz, un fenómeno conocido como birrefringencia del vacío. El hallazgo, publicado en la revista Nature, fue liderado por Rachael Stewart, estudiante de posgrado en física de la Universidad George Washington, y confirma una predicción propuesta hace nueve décadas. El trabajo analizó señales procedentes de un magnetar, una estrella muerta, y logró la evidencia más sólida hasta la fecha de que el vacío responde a la influencia de campos magnéticos extremos.

Un vacío que nunca está realmente vacío

Durante siglos, la tradición filosófica retrató al vacío como un espacio sin nada, una ausencia absoluta en la que ni materia ni energía podían existir. En física, en cambio, el término refiere al menor estado energético posible de una región del espacio, no a la inexistencia total: aunque no contenga materia convencional, está ocupado por fluctuaciones que surgen de las leyes cuánticas. Aristóteles postulaba que la naturaleza «aborrece el vacío», pero los cosmólogos descubrieron enormes vacíos cósmicos, regiones donde la materia escasea pero que ofrecen pistas clave sobre la expansión del universo, la energía oscura y problemas aún no resueltos como la tensión de Hubble.

La evolución del concepto atravesó varios hitos. En el siglo XIX los físicos descubrieron que el vacío podía ser atravesado por ondas electromagnéticas, responsables de la luz, los rayos X y las microondas. Durante un tiempo se pensó que existía un éter que llenaba todo el espacio, pero el experimento de Michelson y Morley de 1887 demostró que no existía y que la luz podía viajar en el vacío sin soporte material. Con la llegada de la física cuántica, el alemán Werner Heisenberg postuló que una ausencia total de materia y energía no era posible: su principio de incertidumbre afirma que no se puede conocer con precisión la energía de un sistema en un instante dado y que siempre debe existir una cantidad mínima. Así, el vacío se convierte en un mar cuántico donde partículas virtuales aparecen y desaparecen de manera fugaz, un fenómeno conocido como creación de pares.

Los magnetares, laboratorios cósmicos

En 1936, Heisenberg y su alumno Hans Euler propusieron que el vacío podía comportarse como un prisma en presencia de campos magnéticos extremos. La predicción requería condiciones imposibles de alcanzar en la Tierra: un campo magnético más de 100 millones de veces más intenso que cualquier generador terrestre. «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», explicó Marcus Lower, astrofísico de la Universidad de Swinburne. Los magnetares —remanentes densos de estrellas que explotaron, del tamaño de una ciudad— albergan los campos magnéticos más poderosos conocidos y ofrecen ese escenario.

Los investigadores ya habían detectado indicios del fenómeno: en 2017, observaciones realizadas con el Very Large Telescope en Chile encontraron señales de polarización en una estrella de neutrones a 400 años luz, pero los resultados no fueron concluyentes. Para obtener pruebas definitivas hacía falta un observatorio espacial de rayos X como el IXPE (Explorador de Polarimetría de Rayos X por Imágenes) de la NASA, lanzado en 2021.

Las dos pruebas clave

Entre marzo y abril de 2025, el equipo apuntó el IXPE hacia el magnetar 1E 1547-5408, que gira una vez cada dos segundos y emite ondas de radio de manera constante. Combinando esos datos con observaciones realizadas desde la Estación Espacial Internacional, el radiotelescopio Murriyang en Australia y el Observatorio Sudafricano de Radioastronomía, los científicos encontraron dos pruebas: los rayos X presentaron una polarización casi tres veces mayor que la registrada en fuentes similares, y esa 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 era la birrefringencia del vacío.

«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», declaró Stewart. Lower agregó: «Es un alivio, porque significa que nuestras teorías siguen funcionando y que no hay nada que se haya roto con la física». 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 equipo espera fortalecer los resultados con futuras misiones como GoSOX, un polarímetro de rayos X blandos en órbita global, y con simulaciones más avanzadas para distinguir la birrefringencia del vacío de otros procesos astrofísicos. «Con estos datos futuros a nuestra disposición y nuestras simulaciones actualizadas, finalmente podremos completar la búsqueda iniciada por Heisenberg hace casi 90 años», expresó Lower.