Слабее атома, но сильнее хаоса: как магнитное эхо построило галактики
Первые магнитные поля во Вселенной, как выяснилось, могли быть в миллиарды раз слабее привычных нам магнитов. Новое исследование показало, что их сила не превышала 0,00000000002 гаусса — величины, сопоставимой с магнитной активностью, возникающей внутри человеческого мозга.
Что такое первичные магнитные поля
Магнетизм появился практически сразу после Большого взрыва, когда во Вселенной хаотично двигались заряженные частицы. Эти движения и породили первые, так называемые первичные магнитные поля. Учёные давно предполагали, что они были гораздо слабее современных магнитных явлений, создаваемых звёздами, планетами или чёрными дырами. Однако новое исследование показало, что их интенсивность могла быть ещё ниже, чем считалось ранее.
Космическая паутина и следы древнего магнетизма
Даже такие слабые поля не исчезли бесследно. Их реликтовые следы до сих пор присутствуют внутри межгалактической "космической паутины" — гигантской сети нитей, соединяющей галактики. Эта структура напоминает трёхмерную паутину и охватывает всю Вселенную. Несмотря на значительный прогресс в астрономии, о её природе известно мало, а собственные магнитные поля паутины до сих пор остаются одной из главных загадок.
"Наша гипотеза заключалась в том, что этот [магнетизм] может быть наследием событий, происходивших в космические эпохи во время рождения Вселенной", — сказали ведущий автор исследования Мак Павичевич и астрофизик Маттео Виель из SISSA.
Учёные считают, что если гипотеза подтвердится, это поможет объяснить происхождение межгалактических магнитных полей и их роль в формировании крупномасштабных структур Вселенной. Такой шаг приблизит исследователей к пониманию того, какие процессы происходили в первые мгновения после Большого взрыва и как они повлияли на современный облик космоса.
Компьютерные симуляции и результаты
Чтобы проверить гипотезу, исследователи провели около 250 000 компьютерных симуляций, основываясь на наблюдениях космической паутины. Это позволило им определить строгие пределы возможной силы первичных магнитных полей. По их мнению, эти поля могли сформироваться в первые мгновения после Большого взрыва и переплестись с растущей паутиной при расширении Вселенной.
Связь с космическим микроволновым фоном
Учёные отмечают, что полученные результаты согласуются с последними наблюдениями космического микроволнового фона (CMB) — древнего излучения, сохранившегося с эпохи Большого взрыва. Хотя пока невозможно напрямую зафиксировать такие слабые поля, теория находит поддержку в косвенных данных.
Перспективы будущих исследований
Команда подчёркивает, что дальнейшее развитие технологий может помочь приблизиться к разгадке. В частности, телескоп Джеймса Уэбба способен предоставить новые данные о структуре космической паутины. Это позволит создавать более точные модели и, возможно, однажды подтвердить или опровергнуть гипотезу о реликтовом происхождении межгалактических магнитных полей.
Открытие открывает перед астрономами новые горизонты в понимании того, как формировалась Вселенная и какие силы определяли её эволюцию на самых ранних этапах.
