Есть много объектов, которые хорошо блокируют свет и отбрасывают тени; облака, деревья, птицы, столы, люди, луна.
Но как насчёт самого света? Могут ли фотоны отбрасывать тень? На первый взгляд, кажется, нет.
Свет - это электромагнитные волны, а электромагнитные волны не взаимодействуют напрямую сами с собой. Другие волны, например, волны на воде, могут напрямую отражаться или, по крайней мере, влиять друг на друга. Но не фотоны, они просто проходят насквозь.
Вот почему солнечный свет не блокирует сигналы сотового телефона или человеческое зрение.
Однако есть три косвенных способа, которыми фотоны всё-таки могут взаимодействовать с другими фотонами.
Во-первых, если фотон сталкивается, скажем, с электроном, и этот электрон сталкивается с другим фотоном, то фотоны будут технически перенаправлены друг на друга.
Но для этого требуется, чтобы электрон находился в нужном месте в нужное время, поэтому я не думаю, что это действительно означает, что фотон сам по себе может создать тень.
Во-вторых, точно так же, как фотоны, проходящие вблизи массивных объектов, таких как солнце или чёрная дыра, следуют траекториям, изогнутым под действием силы тяжести, один единственный фотон также обладает энергией и импульсом и технически гравитационно отклоняет другие фотоны.
Но гравитация от фотона ничтожно мала, даже самый мощный фотон, который мы когда-либо измеряли, имеет меньшее гравитационное поле, чем, например, вирус, что не позволит фотону создать хоть как-то заметную тень.
Но, в-третьих, и это главное, сверхмощные фотоны могут самопроизвольно превращаться в пару частица-античастица, например, электрон и позитрон, а затем обратно - и эти частицы могут отклонять или поглощать другие фотоны, что приводит к рассеиванию света.
Фотоны очень редко отражаются друг от друга. Даже при очень тщательно контролируемом эксперименте с невероятно мощными лазерами трудно зафиксировать какое бы то ни было взаимодействие между фотонами.
Всё это звучит как-то не очень впечатляюще, если мы всё же хотим найти тень от фотона. Но один очень даже реальный способ, которым фотоны могут отбрасывать тень, существует.
Поскольку вселенная невероятно большая, то проходящие через неё фотоны сверхвысоких энергий в конечном итоге всё же врезаются в один из множества обычных фотонов микроволнового фонового излучения, которые присутствуют практически во всей вселенной.
То есть, прямо сейчас, мы все буквально находимся в тени от фотонов сверхвысокой энергии, оставшихся от большого взрыва.
