Hvordan oppsto magnetfelt i universet? Tidligere ble det antatt at dette ikke kunne skje umiddelbart etter Big Bang - disse åkrene dukket bare opp med fødselen av de første stjernene. Ny forskning fra amerikanske og tyske forskere antyder imidlertid at faktisk svak magnetisme kunne ha oppstått tidligere. Men hvordan skjedde dette nøyaktig?
Elektromagnetiske felt er allestedsnærværende: Relativistiske partikler av kosmiske stråler flyr raskt langs dem, Solen demonstrerer for forskere den kontinuerlige transformasjonen av det mest komplekse hierarkiet i dets elektromagnetiske felt, magnetismen til planetene i solsystemet er mangfoldig, og gjenstander og felt i fjernt rom forbløffer fantasien ganske enkelt med sine elektromagnetiske felt!
Et rimelig spørsmål oppstår - hvordan oppsto magnetfeltene i universet, hvordan forandret de seg i løpet av de siste 13,4 milliarder årene av universets eksistens?
I det første øyeblikket av Big Bang ble føruniverset nærmest umiddelbart født i form av en utrolig oppvarmet gasssky. Det avkjølte seg, ekspanderte i verdensrommet, og det ble dannet primære partikler i det, som kombinerte seg ganske raskt til de enkleste atomene.
Men det er absolutt umulig å forutsi utseendet til et magnetfelt i dette systemet! Følgelig ble den født senere. Hvordan begynte prosessen og utviklet seg som et resultat av at alle magnetfeltene som så kraftig representerte i det moderne verdensbildet dukket opp?
Ekspertene Reinhard Schlickayser fra Institute for Theoretical Physics ved Ruhr University i Bochum (Tyskland) og Peter Jun fra University of Maryland (USA) prøver å avdekke mysteriet, de legger frem en ny hypotese: magnetfeltet vil oppstå etter Big Bang fra en veldig svak form for magnetisme. Virtuelle embryoer av dette fenomenet opprettes ved en tilfeldighet i en sky av materie, selv før fødselen av urbane stjerners legemer.
Da universets alder var omtrent 380 tusen år, falt temperaturen på den primitive skyen, regioner med forskjellige tettheter og trykk ble dannet, noe som bidro til utseendet til de første tilfeldige kjernefysiske former for magnetisme. Disse svake feltene ble senere forsterket og ble utsatt for de første stjernevindene og plasmastrømmene fra de eksploderende stjernene.
Få nøyaktige forfatterdefinisjoner: ikke-magnetiserte ikke-relativistiske termiske plasma av elektroner og protoner avgir spontant aperiodiske turbulente svingninger i magnetfeltet, en liten modul av disse svingningene er gitt av en enkel formel, som bare inneholder tre fysiske parametere: è er den normaliserte temperaturen til termiske elektroner, Vi er den termiske plasma energitettheten og g er plasmaparameteren.
Salgsfremmende video:
For et umagnetisert intergalaktisk medium, umiddelbart etter begynnelsen av reionisering, er feltstyrken fra denne mekanismen estimert til 2 × 10-16 G i romrom (tomrom) og 2 × 10-10 G i protogalakser. Begge verdiene er for svake til å påvirke plasmadynamikken. Når man tar hensyn til den tyktflytende demping, reduseres disse estimatene fortsatt til 2 × 10-21 G i romrom og 2 × 10-12 G i protogalakser.
Så oppstår et enkelt mirakel ved fødselen av magnetiske felt: skiftet eller sammentrekningen av det intergalaktiske og protogalaktiske mediet under de første eksplosjonene av supernovaer i de store områdene av deres stjernemetamorfose forbedrer disse "såkalte" feltene!
De blir inhomogene, og allerede nå påvirker de magnetiske gjenvinningskreftene gassdynamikken, ordner og utjevner temperaturen βe. Så fra de embryonale "kornene" av magnetiske felt i en varm plasmasky av ladde protoner, elektroner, helium og litiumkjerner, hvor disse magnetfeltene var orientert vilkårlig, det vil si i hvilken som helst retning organisasjonen deres ble født - oppstod et allerede orientert magnetfelt.
Michael Riordan fra University of California i Santa Cruz (USA) formulerer forklaringen: “Magnetisme er uansett hvor det er en strøm av ladde partikler. Ta kompasset nær DC-ledningen, så ser du nålen bevege seg.
Men hvis det er mange ladede partikler og de sprer seg i alle retninger, slik tilfellet var i det tidlige universet før plasmaet ble avkjølt og atomer ble dannet, er gjennomsnittsstrømmen overalt null, så det er ingen magnetisme i en makroskopisk skala. For å styrke den resulterende magnetismen, var tunge elementer som nikkel eller jern nødvendig - de ble syntetisert i termonukleære prosesser med supernovaeksplosjoner.
Da stjernene dannet seg og den mest massive av dem begynte å eksplodere på slutten av livet, komprimere miljøet og samtidig mette det med tunge elementer, begynte kombinasjonen av stjernevind og eksplosjoner å skyve små magnetfelt fra hverandre, presse dem, strekke seg og justere seg i retning av vinden.
Forskere observerer og avdekker de oppsiktsvekkende effektene av transformasjonen av magnetiske felt i verdensrommet: på vår eneste og nærmeste stjerne, Solen, styrer magnetiske prosesser en 22-årig syklus med magnetiske magnetfelt, og gir en 11-årig solflekksyklus.
Solcellekoronaens magnetfelt holder det varme plasmaet, transformasjonen deres fører til utkast av koronalt materiale og fremtredende karakterer, og de flytende magnetfeltene på Solen stimulerer de kraftigste manifestasjonene av aktivitet - solfakkel! Solvinden, som etterlater solen i form av plasmastrømmer og fyller hele rommet i heliosfæren, bærer et interplanetært magnetfelt som varierer fra noen få til titalls nT. Og på planeter med magnetfelt raser magnetiske og ionosfæriske stormer, og forskjellige auroras blusser opp.
Avslutningsvis skal det bemerkes at den uuttømmelige variasjonen av elektromagnetiske felt i universet er en uuttømmelig kilde til fremtidige oppdagelser.
TATIANA VALCHUK
