Sähkömagneettinen teoria maailmankaikkeuden sielusta

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

"Vuonna 1945, paikallista aikaa, primitiivinen esiälykkäiden kädellisten laji planeetalla Maa räjäytti ensimmäisen lämpöydinlaitteen., jota mystisemmät rodut kutsuvat "Jumalan ruumiiksi".

Pian sen jälkeen älykkäiden rotujen edustajien salaiset joukot lähetettiin Maahan tarkkailemaan tilannetta ja estämään yleisen verkon sähkömagneettinen tuhoutuminen."

Johdatus lainausmerkeissä näyttää juonen tieteiskirjallisuudesta, mutta tämä on juuri tämä johtopäätös, joka voidaan tehdä tämän tieteellisen artikkelin lukemisen jälkeen. Tämän koko maailmankaikkeuden läpäisevän verkoston läsnäolo voisi selittää paljon - esimerkiksi UFO-ilmiön, niiden vaikeasti havaittavuuden ja näkymättömyyden, uskomattomat mahdollisuudet, ja lisäksi epäsuorasti tämä "Jumalan ruumiin" teoria antaa meille todellisen vahvistuksen siitä, että on olemassa elämä kuoleman jälkeen.

Olemme kehityksen alkuvaiheessa ja itse asiassa olemme "esiälykkäitä olentoja", ja kuka tietää, voimmeko löytää voimaa tulla todella älykkääksi roduksi.

Tähtitieteilijät ovat havainneet, että magneettikentät läpäisevät suurimman osan kosmoksesta. Piilevät magneettikenttäviivat ulottuvat miljoonien valovuosien pituudeksi koko maailmankaikkeudessa.

Aina kun tähtitieteilijät keksivät uuden tavan etsiä magneettikenttiä yhä kauempana olevilta avaruuden alueilta, he löytävät ne selittämättömällä tavalla.

Nämä voimakentät ovat samoja kokonaisuuksia, jotka ympäröivät maata, aurinkoa ja kaikkia galakseja. Kaksikymmentä vuotta sitten tähtitieteilijät alkoivat havaita magnetismia, joka tunkeutui kokonaisiin galaksijoukkoihin, mukaan lukien galaksien ja toisen galaksien välinen tila. Näkymättömät kenttäviivat pyyhkäisevät galaksien välisen avaruuden halki.

Viime vuonna tähtitieteilijät onnistuivat viimein tutkimaan paljon ohuempaa avaruuden aluetta - galaksiklusterien välistä tilaa. Siellä he löysivät suurimman magneettikentän: 10 miljoonan valovuoden magnetisoitua avaruutta, joka kattaa tämän kosmisen verkon "filamentin" koko pituuden. Toinen magnetoitu filamentti on jo nähty muualla avaruudessa samoilla tekniikoilla. "Katsomme luultavasti vain jäävuoren huippua", sanoi Federica Govoni National Institute of Astrophysics -instituutista Cagliarissa Italiassa, joka johti ensimmäiseen havaintoon.

Herää kysymys: mistä nämä valtavat magneettikentät ovat peräisin?

"Se ei selvästikään voi liittyä yksittäisten galaksien toimintaan tai yksittäisiin räjähdyksiin tai, en tiedä, supernovien tuuleen", sanoi Franco Vazza, Bolognan yliopiston astrofyysikko, joka tekee moderneja tietokonesimulaatioita kosmisista magneettikentistä. Tämä."

Yksi mahdollisuus on, että kosminen magnetismi on ensisijaista, ja se juontaa juurensa aina universumin syntymään asti. Tässä tapauksessa heikkoa magnetismia pitäisi olla kaikkialla, jopa kosmisen verkon "tyhjiöissä" - maailmankaikkeuden pimeimmillä, tyhjimmillä alueilla. Kaikkialla läsnä oleva magnetismi kylväisi voimakkaampia kenttiä, jotka kukoistivat galakseissa ja klusteissa.

Primaarinen magnetismi voisi myös auttaa ratkaisemaan toisen kosmologisen arvoituksen, joka tunnetaan nimellä Hubble-stressi, joka on luultavasti kuumin aihe kosmologiassa.

Hubblen jännityksen taustalla oleva ongelma on, että maailmankaikkeus näyttää laajenevan huomattavasti nopeammin kuin sen tunnetuista komponenteista odotetaan. Huhtikuussa verkossa julkaistussa artikkelissa, jota tarkasteltiin yhdessä Physical Review Lettersin kanssa, kosmologit Karsten Jedamzik ja Levon Poghosyan väittävät, että varhaisen universumin heikot magneettikentät johtavat nykyään havaittuun nopeampaan kosmiseen laajenemiseen.

Primitiivinen magnetismi lievittää Hubblen jännitystä niin helposti, että Jedamzikin ja Poghosyanin artikkeli herätti heti huomion. "Tämä on loistava artikkeli ja idea", sanoi Mark Kamionkowski, teoreettinen kosmologi Johns Hopkinsin yliopistosta, joka on ehdottanut muita ratkaisuja Hubblen jännitteeseen.

Kamenkovsky ja muut sanovat, että tarvitaan lisää testejä sen varmistamiseksi, että varhainen magnetismi ei sekoita muita kosmologisia laskelmia. Ja vaikka tämä idea toimisikin paperilla, tutkijoiden on löydettävä vakuuttavia todisteita alkuperäisestä magnetismista varmistaakseen, että se oli puuttuva tekijä, joka muovaili maailmankaikkeutta.

Kuitenkin kaikkien näiden vuosien aikana, kun Hubblen jännitteestä on puhuttu, on ehkä outoa, ettei kukaan ole aiemmin ajatellut magnetismia. Poghosyanin, joka on professori Simon Fraser -yliopistossa Kanadassa, mukaan useimmat kosmologit tuskin ajattelevat magnetismia. "Kaikki tietävät, että tämä on yksi niistä suurista mysteereistä", hän sanoi. Mutta vuosikymmeniin ei ole ollut tapaa kertoa, onko magnetismi todella kaikkialla ja siksi kosmoksen ensisijainen komponentti, joten kosmologit ovat suurelta osin lakanneet kiinnittämästä huomiota.

Samaan aikaan astrofyysikot jatkoivat tietojen keräämistä. Todisteiden paino sai useimmat heistä epäilemään, että magnetismia on todellakin läsnä kaikkialla.

Universumin magneettinen sielu

Vuonna 1600 englantilainen tiedemies William Gilbert, tutkiessaan mineraaliesiintymiä - luonnollisesti magnetoituneita kiviä, joita ihmiset ovat luoneet kompasseissa vuosituhansien ajan - päätteli, että niiden magneettinen voima "jäljittelee sielua." "Hän oletti oikein, että maa itse on." suuri magneetti, "ja että magneettiset pilarit" katsovat kohti Maan napoja."

Magneettikenttiä syntyy aina, kun sähkövaraus virtaa. Esimerkiksi maapallon kenttä tulee sen sisäisestä "dynamosta" - nestemäisen raudan virrasta, joka kuohuu sen ytimessä. Jääkaappimagneettien ja magneettipylväiden kentät tulevat elektroneista, jotka kiertävät niiden muodostamia atomeja.

Heti kun liikkeessä olevista varautuneista hiukkasista ilmaantuu "siemenmagneettikenttä", se voi kuitenkin muuttua suuremmaksi ja voimakkaammaksi, jos siihen yhdistetään heikommat kentät. Magnetismi "on vähän kuin elävä organismi", sanoi teoreettinen astrofyysikko Torsten Enslin. Max Planckin astrofysiikan instituutissa Garchingissa, Saksassa - koska magneettikentät hyödyntävät jokaista ilmaista energianlähdettä, jota ne voivat pitää kiinni ja joista ne voivat kasvaa. Ne voivat levitä ja vaikuttaa läsnäolollaan muille alueille, missä ne myös kasvavat.”

Ruth Durer, teoreettinen kosmologi Geneven yliopistosta, selitti, että magnetismi on painovoiman lisäksi ainoa voima, joka voi muokata kosmoksen laajamittaista rakennetta, koska vain magnetismi ja painovoima voivat " tavoittaa sinut" suurilta etäisyyksiltä. Sähkö puolestaan on paikallista ja lyhytikäistä, koska minkä tahansa alueen positiiviset ja negatiiviset varaukset neutraloituvat kokonaisuudessaan. Mutta et voi peruuttaa magneettikenttiä; heillä on taipumus taittaa ja selviytyä.

Kaikesta voimastaan huolimatta näillä voimakentillä on matala profiili. Ne ovat aineettomia ja havaitaan vain silloin, kun ne vaikuttavat muihin asioihin.”Et voi vain valokuvata magneettikenttää; se ei toimi sillä tavalla , sanoi Reinu Van Veren, Leidenin yliopiston tähtitieteilijä, joka oli mukana äskettäisessä magnetoituneiden filamenttien löytämisessä.

Viime vuonna julkaistussa artikkelissa Wang Veren ja 28 kirjoittajaa olettivat magneettikentän Abell 399 ja Abell 401 galaksiklusterien välisessä filamentissa, koska kenttä ohjaa sen läpi kulkevia nopeita elektroneja ja muita varautuneita hiukkasia. Kun niiden liikeradat kiertyvät kentällä, nämä varautuneet hiukkaset lähettävät heikkoa "synkrotronisäteilyä".

Synkrotronisignaali on voimakkain matalilla radiotaajuuksilla, joten se on valmis havaittavaksi LOFAR:lla, joka koostuu 20 000 matalataajuisesta radioantennista, jotka ovat hajallaan ympäri Eurooppaa.

Ryhmä itse asiassa keräsi dataa hehkulangasta jo vuonna 2014 yhden kahdeksan tunnin palan aikana, mutta tiedot jäivät odottamaan radioastronomiayhteisön viettäneen vuosia selvittääkseen, kuinka LOFARin mittausten kalibrointia voitaisiin parantaa. Maan ilmakehä taittaa sen läpi kulkevat radioaallot, joten LOFAR näkee avaruuden kuin uima-altaan pohjalta. Tutkijat ratkaisivat ongelman seuraamalla taivaalla olevien "majakoiden" - radiolähettimien, joiden paikat ovat tarkasti tiedossa - vaihtelua ja korjaamalla vaihtelut kaikkien tietojen lukituksen poistamiseksi. Kun he käyttivät sumentamisalgoritmia filamenttidataan, he näkivät heti synkrotronisäteilyn hehkuvan.

Filamentti näyttää magnetisoituneelta kaikkialla, ei vain galaksiklustereiden lähellä, jotka liikkuvat toisiaan kohti molemmista päistä. Tutkijat toivovat, että heidän parhaillaan analysoimansa 50 tunnin tietojoukko paljastaa enemmän yksityiskohtia. Viime aikoina lisähavainnot ovat löytäneet magneettikenttiä, jotka leviävät toisen filamentin koko pituudella. Tutkijat aikovat julkaista tämän työn pian.

Valtavien magneettikenttien läsnäolo ainakin näissä kahdessa säikeessä tarjoaa tärkeää uutta tietoa. "Se aiheutti melko paljon toimintaa", Wang Veren sanoi, "koska tiedämme nyt, että magneettikentät ovat suhteellisen voimakkaita."

Valoa tyhjyyden läpi

Jos nämä magneettikentät saivat alkunsa pikkulasten universumista, herää kysymys: miten? "Ihmiset ovat miettineet tätä asiaa pitkään", sanoi Tanmai Vachaspati Arizonan osavaltion yliopistosta.

Vuonna 1991 Vachaspati ehdotti, että magneettikenttiä olisi voinut syntyä sähköheikon vaiheen siirtymän aikana - hetkessä, sekunnin murto-osassa alkuräjähdyksen jälkeen, jolloin sähkömagneettiset ja heikot ydinvoimat tulivat erotettavissa. Toiset ovat ehdottaneet, että magnetismi toteutui mikrosekunteja myöhemmin, kun protonit muodostuivat. Tai pian sen jälkeen: edesmennyt astrofyysikko Ted Harrison väitti varhaisimmassa alkuperäisessä magnetogeneesin teoriassa vuonna 1973, että protonien ja elektronien pyörteinen plasma on saattanut aiheuttaa ensimmäisten magneettikenttien ilmaantumisen. Toiset ovat kuitenkin ehdottaneet, että tämä avaruus oli magnetisoitunut jo ennen kuin tämä kaikki kosmisen inflaation aikana - avaruuden räjähdysmäisen laajennuksen aikana, joka oletettavasti hyppäsi ylös - laukaisi itse alkuräjähdyksen. On myös mahdollista, että tämä tapahtui vasta, kun rakenteet kasvoivat miljardia vuotta myöhemmin.

Tapa testata magnetogeneesin teorioita on tutkia magneettikenttien rakennetta intergalaktisen avaruuden koskemattomimmilla alueilla, kuten filamenttien hiljaisissa osissa ja vielä enemmän tyhjissä onteloissa. Tietyt yksityiskohdat - esimerkiksi ovatko kenttäviivat sileitä, kierteisiä tai "kaikkiin suuntiin kaarevia, kuten lankakerä tai jotain muuta" (Vachaspatin mukaan) ja kuinka kuva muuttuu eri paikoissa ja eri mittakaavassa - sisältää runsaasti tietoa, jota voidaan verrata teoriaan ja mallintamiseen. Esimerkiksi, jos magneettikenttiä syntyi sähköheikon vaiheen muutoksen aikana, kuten Vachaspati ehdotti, tuloksena olevien voimalinjojen tulisi olla spiraalisia, "kuin korkkiruuvi", hän sanoi.

Sakka on, että on vaikea havaita voimakenttiä, joissa ei ole mitään painotettavaa.

Eräs menetelmä, jonka englantilainen tiedemies Michael Faraday aloitti vuonna 1845, havaitsee magneettikentän kiertämällä sen läpi kulkevan valon polarisaatiosuuntaa. "Faraday-kierron" määrä riippuu magneettikentän voimakkuudesta ja valon taajuudesta. Näin ollen mittaamalla polarisaatiota eri taajuuksilla voit päätellä magnetismin voimakkuuden näkölinjalla. "Jos teet sen eri paikoista, voit tehdä 3D-kartan", Enslin sanoi.

Tutkijat ovat alkaneet tehdä karkeita mittauksia Faradayn pyörimisestä LOFARilla, mutta kaukoputkella on vaikeuksia poimia erittäin heikkoa signaalia. Valentina Vacca, tähtitieteilijä ja Govonin kollega National Institute of Astrophysics -instituutista, kehitti muutama vuosi sitten algoritmin hienojen Faradayn kiertosignaalien tilastolliseen käsittelyyn laskemalla yhteen monia tyhjien tilojen ulottuvuuksia. "Periaatteessa tätä voidaan käyttää tyhjiin tiloihin", Wakka sanoi.

Mutta Faradayn menetelmä tulee todella nousuun, kun seuraavan sukupolven radioteleskooppi, jättimäinen kansainvälinen projekti nimeltä "neliökilometrien ryhmä", käynnistetään vuonna 2027. "SKA:n on luotava fantastinen Faradayn verkko", Enslin sanoi.

Toistaiseksi ainoa todiste aukkojen magnetismista on se, että tarkkailijat eivät näe, kun he katsovat tyhjien takana olevia esineitä, joita kutsutaan blazareiksi.

Blazarit ovat kirkkaita gammasäteitä ja muita energeettisiä valon ja aineen lähteitä, jotka saavat voimansa supermassiivisista mustista aukoista. Kun gammasäteet kulkevat avaruuden läpi, ne törmäävät joskus muinaisten mikroaaltojen kanssa, jolloin tuloksena on elektroni ja positroni. Sitten nämä hiukkaset sihisevät ja muuttuvat matalaenergisiksi gammasäteiksi.

Mutta jos blazarin valo kulkee magnetisoidun tyhjiön läpi, matalaenergiset gammasäteet näyttävät puuttuvan, perustelivat Andrei Neronov ja Jevgeni Vovk Geneven observatoriosta vuonna 2010. Magneettikenttä kääntää elektronit ja positronit pois näkölinjasta. Kun ne hajoavat matalaenergisiksi gammasäteiksi, ne gammasäteet eivät suuntaudu meitä kohti.

Todellakin, kun Neronov ja Vovk analysoivat dataa sopivasti sijoitetusta blazarista, he näkivät sen korkeaenergiset gammasäteet, mutta eivät matalaenergistä gammasäteilyä. "Se on signaalin puute, joka on signaali", Vachaspati sanoi.

Signaalin puute ei todennäköisesti ole tupakoiva ase, ja puuttuville gammasäteille on ehdotettu vaihtoehtoisia selityksiä. Myöhemmät havainnot viittaavat kuitenkin yhä enemmän Neronovin ja Vovkin hypoteesiin, että tyhjöt ovat magnetoituneita. "Tämä on enemmistön mielipide", Dürer sanoi. Kaikkein vakuuttavinta on, että vuonna 2015 yksi tiimi asetti monia bleiserien ulottuvuuksia onteloiden taakse ja onnistui kiusoittelemaan matalaenergisten gammasäteiden heikkoa sädekehää bleiserien ympärille. Vaikutus on täsmälleen se, mitä voisi odottaa, jos hiukkaset hajottaisivat heikkoja magneettikenttiä – ne ovat vain noin miljoonasosa biljoonasta, joka on yhtä voimakas kuin jääkaappimagneetti.

Kosmologian suurin mysteeri

On silmiinpistävää, että tämä määrä alkuperäistä magnetismia voi olla juuri sitä, mitä tarvitaan ratkaisemaan Hubblen jännitys - maailmankaikkeuden yllättävän nopean laajenemisen ongelma.

Tämän Poghosyan tajusi nähdessään Ranskan Montpellierin yliopiston Carsten Jedamzikin ja hänen kollegoidensa äskettäiset tietokonesimulaatiot. Tutkijat lisäsivät heikkoja magneettikenttiä simuloituun, plasmatäytteiseen nuoreen universumiin ja havaitsivat, että plasmassa olevat protonit ja elektronit lensivät magneettikenttälinjoja pitkin ja kerääntyivät heikoimman kentänvoimakkuuden alueille. Tämä paakkuuntuva vaikutus sai protonit ja elektronit yhdistämään vetyä - varhaisen vaiheen muutoksen, joka tunnetaan nimellä rekombinaatio - aikaisemmin kuin niillä muuten voisi olla.

Poghosyan lukiessaan Jedamzikin artikkelia tajusi, että tämä voisi lievittää Hubblen jännitystä. Kosmologit laskevat kuinka nopeasti avaruuden pitäisi laajentua nykyään tarkkailemalla muinaista valoa, joka säteilee rekombinaation aikana. Valo paljastaa nuoren universumin, joka on täynnä läiskiä, jotka muodostuivat alkuperäisessä plasmassa roiskuvista ääniaalloista. Jos rekombinaatio tapahtuisi odotettua aikaisemmin magneettikenttien paksuuntumisen vaikutuksesta, ääniaallot eivät voisi levitä niin pitkälle eteenpäin ja tuloksena olevat pudotukset olisivat pienempiä. Tämä tarkoittaa, että taivaalla rekombinaation jälkeen näkemämme täplät pitäisi olla lähempänä meitä kuin tutkijat olettivat. Möykkyistä tulevan valon piti kulkea lyhyempi matka päästäkseen meihin, mikä tarkoittaa, että valon piti kulkea nopeammin laajenevan tilan läpi.”Se on kuin yrittäisi juosta laajenevalla pinnalla; voit ajaa lyhyemmän matkan, - sanoi Poghosyan.

Tuloksena on, että pienemmät pisarat tarkoittavat suurempaa arvioitua kosmisen laajenemisnopeutta, mikä tuo arvioidun nopeuden paljon lähemmäksi sen mittaamista, kuinka nopeasti supernovat ja muut tähtitieteelliset kohteet todella näyttävät lentää toisistaan.

"Ajattelin, että vau", Poghosyan sanoi, "tämä saattaa osoittaa meille [magneettikenttien] todellisen läsnäolon. Joten kirjoitin välittömästi Carstenille." He tapasivat Montpellierissä helmikuussa juuri ennen vankilan sulkemista, ja heidän laskelmansa osoittivat, että Hubblen jännitysongelman ratkaisemiseen tarvittava primäärisen magnetismin määrä on myös yhdenmukainen blazarin havaintojen ja alkukenttien oletetun koon kanssa. tarvitaan kasvattamaan valtavia magneettikenttiä. peittäen galaksiryhmiä ja filamentteja. "Joten, se kaikki jotenkin konvergoi", sanoi Poghosyan, "jos se osoittautuu todeksi."