Το Κρυμμένο Μαγνητικό Σύμπαν αρχίζει να εμφανίζεται

Κάθε φορά που οι αστρονόμοι βρίσκουν έναν νέο τρόπο αναζήτησης μαγνητικών πεδίων σε όλο και πιο απομακρυσμένες περιοχές του σύμπαντος, ανεξήγητα, τα βρίσκουν.

Αυτά τα πεδία δύναμης - οι ίδιες οντότητες που προέρχονται από τους μαγνήτες του ψυγείου - περιβάλλουν τη Γη, τον ήλιο και όλους τους γαλαξίες. Πριν από είκοσι χρόνια, οι αστρονόμοι άρχισαν να ανιχνεύουν τον μαγνητισμό που διαπερνά ολόκληρα σμήνη γαλαξιών, συμπεριλαμβανομένου του χώρου μεταξύ του ενός γαλαξία και του επόμενου. Αόρατες γραμμές πεδίου περνούν στον διαγαλαξιακό χώρο σαν τις αυλακώσεις ενός δακτυλικού αποτυπώματος.

Πέρυσι, οι αστρονόμοι κατάφεραν τελικά να εξετάσουν μια πολύ πιο αραιή περιοχή του διαστήματος - την έκταση μεταξύ των σμήνων γαλαξιών. Εκεί, ανακάλυψαν το μεγαλύτερο μαγνητικό πεδίο μέχρι σήμερα:10 εκατομμύρια έτη φωτός μαγνητισμένου χώρου που εκτείνεται σε όλο το μήκος αυτού του «νήματος» του κοσμικού ιστού. Ένα δεύτερο μαγνητισμένο νήμα έχει ήδη εντοπιστεί αλλού στον κόσμο με τις ίδιες τεχνικές. «Απλώς κοιτάμε την κορυφή του παγόβουνου, πιθανώς», δήλωσε η Federica Govoni του Εθνικού Ινστιτούτου Αστροφυσικής στο Κάλιαρι της Ιταλίας, η οποία ηγήθηκε της πρώτης ανίχνευσης.

Το ερώτημα είναι:Από πού προήλθαν αυτά τα τεράστια μαγνητικά πεδία;

«Σαφώς δεν μπορεί να σχετίζεται με τη δραστηριότητα μεμονωμένων γαλαξιών ή μεμονωμένων εκρήξεων ή, δεν ξέρω, ανέμους από σουπερνόβα», δήλωσε ο Franco Vazza, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Μπολόνια που κάνει προσομοιώσεις υπολογιστή τελευταίας τεχνολογίας. των κοσμικών μαγνητικών πεδίων. "Αυτό υπερβαίνει πολύ αυτό."

Μια πιθανότητα είναι ότι ο κοσμικός μαγνητισμός είναι αρχέγονος, ιχνηλατώντας μέχρι τη γέννηση του σύμπαντος. Σε αυτή την περίπτωση, ο αδύναμος μαγνητισμός θα πρέπει να υπάρχει παντού, ακόμη και στα «κενά» του κοσμικού ιστού - τις πιο σκοτεινές, πιο άδειες περιοχές του σύμπαντος. Ο πανταχού παρών μαγνητισμός θα είχε δημιουργήσει τα ισχυρότερα πεδία που άνθισαν σε γαλαξίες και σμήνη.

Ο αρχέγονος μαγνητισμός μπορεί επίσης να βοηθήσει στην επίλυση ενός άλλου κοσμολογικού γρίφου που είναι γνωστό ως ένταση Hubble — πιθανώς το πιο καυτό θέμα στην κοσμολογία.

Το πρόβλημα στην καρδιά της έντασης του Hubble είναι ότι το σύμπαν φαίνεται να διαστέλλεται σημαντικά ταχύτερα από το αναμενόμενο με βάση τα γνωστά συστατικά του. Σε ένα έγγραφο που δημοσιεύτηκε στο διαδίκτυο τον Απρίλιο και υπό εξέταση με Physical Review Letters , οι κοσμολόγοι Karsten Jedamzik ​​και Levon Pogosian υποστηρίζουν ότι τα ασθενή μαγνητικά πεδία στο πρώιμο σύμπαν θα οδηγούσαν στον ταχύτερο κοσμικό ρυθμό διαστολής που παρατηρείται σήμερα.

Ο αρχέγονος μαγνητισμός ανακουφίζει την ένταση του Hubble τόσο απλά που το χαρτί των Jedamzik ​​και Pogosian έχει τραβήξει γρήγορα την προσοχή. "Αυτό είναι ένα εξαιρετικό έγγραφο και ιδέα", δήλωσε ο Marc Kamionkowski, ένας θεωρητικός κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins που έχει προτείνει άλλες λύσεις για την ένταση του Hubble.

Ο Kamionkowski και άλλοι λένε ότι χρειάζονται περισσότεροι έλεγχοι για να διασφαλιστεί ότι ο πρώιμος μαγνητισμός δεν απορρίπτει άλλους κοσμολογικούς υπολογισμούς. Και ακόμη κι αν η ιδέα λειτουργεί σε χαρτί, οι ερευνητές θα πρέπει να βρουν οριστικά στοιχεία για τον αρχέγονο μαγνητισμό για να βεβαιωθούν ότι είναι ο παράγοντας που λείπει που διαμόρφωσε το σύμπαν.

Ωστόσο, σε όλα τα χρόνια που μιλάμε για την ένταση του Hubble, είναι ίσως περίεργο που κανείς δεν σκέφτηκε τον μαγνητισμό πριν. Σύμφωνα με τον Pogosian, ο οποίος είναι καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Simon Fraser στον Καναδά, οι περισσότεροι κοσμολόγοι σχεδόν δεν σκέφτονται τον μαγνητισμό. «Όλοι γνωρίζουν ότι είναι ένα από αυτά τα μεγάλα παζλ», είπε. Αλλά για δεκαετίες, δεν υπήρχε τρόπος να πούμε εάν ο μαγνητισμός είναι πραγματικά πανταχού παρόν και επομένως ένα αρχέγονο συστατικό του σύμπαντος, έτσι οι κοσμολόγοι σε μεγάλο βαθμό έπαψαν να δίνουν προσοχή.

Εν τω μεταξύ, οι αστροφυσικοί συνέχιζαν να συλλέγουν δεδομένα. Το βάρος των αποδεικτικών στοιχείων έχει οδηγήσει τους περισσότερους από αυτούς να υποπτεύονται ότι ο μαγνητισμός είναι πράγματι παντού.

Η Μαγνητική Ψυχή του Σύμπαντος

Το έτος 1600, οι μελέτες του Άγγλου επιστήμονα Γουίλιαμ Γκίλμπερτ για τους λίθους - φυσικά μαγνητισμένους βράχους που οι άνθρωποι είχαν διαμορφώσει σε πυξίδες για χιλιάδες χρόνια - τον οδήγησαν να πιστέψει ότι η μαγνητική τους δύναμη «μιμείται μια ψυχή». Υπέθεσε σωστά ότι η ίδια η Γη είναι ένας «μεγάλος μαγνήτης» και ότι οι λίθοι «βλέπουν προς τους πόλους της Γης».

Τα μαγνητικά πεδία δημιουργούνται κάθε φορά που ρέει ηλεκτρικό φορτίο. Το πεδίο της Γης, για παράδειγμα, προέρχεται από το εσωτερικό «δυναμό» της, το ρεύμα υγρού σιδήρου που αναδεύεται στον πυρήνα του. Τα πεδία των μαγνητών του ψυγείου και των lodestones προέρχονται από ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από τα συστατικά τους άτομα.

Το αποτέλεσμα είναι ότι μικρότερες σταγόνες σημαίνουν υψηλότερο συναγόμενο ρυθμό κοσμικής διαστολής — φέρνοντας τον συναγόμενο ρυθμό πολύ πιο κοντά στις μετρήσεις του πόσο γρήγορα φαίνονται πραγματικά να πετούν οι σουπερνόβα και άλλα αστρονομικά αντικείμενα.

«Σκέφτηκα, wow», είπε ο Pogosian, «αυτό θα μπορούσε να μας υποδεικνύει την πραγματική παρουσία [των μαγνητικών πεδίων]. Έτσι έγραψα αμέσως το Karsten». Οι δυο τους συναντήθηκαν στο Μονπελιέ τον Φεβρουάριο, λίγο πριν το lockdown. Οι υπολογισμοί τους έδειξαν ότι, πράγματι, η ποσότητα του αρχέγονου μαγνητισμού που απαιτείται για την αντιμετώπιση της τάσης του Hubble συμφωνεί επίσης με τις παρατηρήσεις blazar και το εκτιμώμενο μέγεθος των αρχικών πεδίων που απαιτούνται για την ανάπτυξη των τεράστιων μαγνητικών πεδίων που εκτείνονται σε σμήνη γαλαξιών και νήματα. "Έτσι, όλα συνδυάζονται", είπε ο Pogosian, "αν αυτό αποδειχθεί σωστό."

Διόρθωση: 6 Ιουλίου 2020
Μια παλαιότερη έκδοση αυτού του άρθρου ανέφερε ότι οι ακτίνες γάμμα από τα blazars μπορούν να μετατραπούν σε ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια αφού χτυπήσουν τα μικροκύματα. Στην πραγματικότητα, η αλλαγή μπορεί να συμβεί όταν οι ακτίνες γάμμα χτυπούν πολλά διαφορετικά είδη φωτονίων. Το κείμενο και το συνοδευτικό γραφικό έχουν αλλάξει.

Αυτό το άρθρο ανατυπώθηκε στο Wired.com και στα Ισπανικά στη διεύθυνση Investigacionyciencia.es .