Прохождение света вблизи массивного тела, например чёрной дыры, сопровождается искривлением его пути — эффект, предсказанный Эйнштейном в рамках общей теории относительности. Новое исследование учитывает, что окрестности таких объектов часто заполнены облаками адронов — класса субатомных частиц, участвующих в сильном взаимодействии; к ним относятся протоны и нейтроны, из которых сложены атомные ядра. Эти облака ведут себя подобно вязкому туману: в пустом пространстве свет распространяется свободно, а в адронной среде он «продирается» сквозь неё, утрачивая лёгкость движения.
Аналогия помогает уловить суть: бегун на ровной равнине мчится без препятствий, тогда как на болоте каждый шаг вязнет, ноги подгибаются. Так и в адронной среде свет «тяжелеет» — его скорость снижается относительно вакуумного значения, а траектория изгибается круче. Исследователи впервые выразили этот эффект компактной формулой, где степень искривления зависит от плотности адронного облака.
Метод опирается на труды Бардина (хотя прямая связь в тексте не детализирована, упоминание указывает на теоретический фундамент) и уточняет предсказания искривления пространства-времени вблизи чёрных дыр. Примечательно, что те же адроны, которые изгибают свет в далёком космосе, формируют каждую клетку нашего тела. Вселенная соткана из единой материи, и свет в ней подчиняется общим законам — от галактических масштабов до биологической ткани.
Оказалось, что даже при сверхнизкой плотности — горстка частиц на кубометр — изгиб луча меняется на измеримую величину.
Замедление света в облаке частиц похоже на «медленное стекло» из научной фантастики: свет там ползёт годами, и можно увидеть прошлое.