Teoria electromagnetică despre sufletul universului

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

„În 1945, ora locală, o specie primitivă de primate preinteligente de pe planeta Pământ a detonat primul dispozitiv termonuclear, pe care rasele mai mistice îl numesc „corpul lui Dumnezeu”.

Curând după aceea, forțele secrete ale reprezentanților raselor inteligente au fost trimise pe Pământ pentru a monitoriza situația și pentru a preveni distrugerea electromagnetică în continuare a rețelei universale.”

Introducerea între ghilimele arată ca un complot pentru science fiction, dar tocmai aceasta este concluzia care se poate trage după citirea acestui articol științific. Prezența acestei rețele care pătrunde în întregul Univers ar putea explica multe - de exemplu, fenomenul OZN, evazibilitatea și invizibilitatea lor, posibilități incredibile și, pe lângă asta, indirect, această teorie a „corpului lui Dumnezeu” ne oferă confirmarea reală că există viata dupa moarte.

Ne aflăm chiar în stadiul inițial de dezvoltare și de fapt suntem „ființe preinteligente” și cine știe dacă putem găsi puterea să devenim o rasă cu adevărat inteligentă.

Astronomii au descoperit că câmpurile magnetice pătrund în cea mai mare parte a cosmosului. Liniile de câmp magnetic latent se întind milioane de ani lumină în întregul univers.

De fiecare dată când astronomii vin cu o nouă modalitate de a căuta câmpuri magnetice în regiuni din ce în ce mai îndepărtate ale spațiului, le găsesc în mod inexplicabil.

Aceste câmpuri de forță sunt aceleași entități care înconjoară Pământul, Soarele și toate galaxiile. În urmă cu douăzeci de ani, astronomii au început să detecteze magnetismul care pătrunde în grupuri întregi de galaxii, inclusiv în spațiul dintre o galaxie și alta. Liniile de câmp invizibile străbat spațiul intergalactic.

Anul trecut, astronomii au reușit în sfârșit să exploreze o regiune mult mai subțire a spațiului - spațiul dintre grupurile de galaxii. Acolo au descoperit cel mai mare câmp magnetic: 10 milioane de ani lumină de spațiu magnetizat, acoperind întreaga lungime a acestui „filament” al rețelei cosmice. Un al doilea filament magnetizat a fost deja văzut în altă parte în spațiu folosind aceleași tehnici. „Ne uităm doar la vârful aisbergului, probabil”, a spus Federica Govoni de la Institutul Național de Astrofizică din Cagliari, Italia, care a condus prima detecție.

Apare întrebarea: de unde provin aceste câmpuri magnetice uriașe?

„În mod clar, nu poate fi legat de activitatea galaxiilor individuale sau de explozii individuale sau, nu știu, de vânturile din supernove”, a spus Franco Vazza, un astrofizician la Universitatea din Bologna, care face simulări moderne pe computer ale câmpurilor magnetice cosmice. acest."

O posibilitate este ca magnetismul cosmic să fie primar, urmărind tot drumul înapoi până la nașterea universului. În acest caz, magnetismul slab ar trebui să existe peste tot, chiar și în „golurile” rețelei cosmice - cele mai întunecate și mai goale regiuni ale Universului. Magnetismul omniprezent ar semăna câmpuri mai puternice care au înflorit în galaxii și grupuri.

Magnetismul primar ar putea ajuta, de asemenea, la rezolvarea unui alt puzzle cosmologic cunoscut sub numele de stresul Hubble - probabil cel mai fierbinte subiect din cosmologie.

Problema care stă la baza tensiunii Hubble este că universul pare să se extindă semnificativ mai repede decât se aștepta din componentele sale cunoscute. Într-un articol publicat online în aprilie și revizuit împreună cu Physical Review Letters, cosmologii Karsten Jedamzik și Levon Poghosyan susțin că câmpurile magnetice slabe din universul timpuriu vor duce la o rată mai rapidă de expansiune cosmică observată astăzi.

Magnetismul primitiv ameliorează atât de ușor tensiunea lui Hubble, încât articolul lui Jedamzik și Poghosyan a atras imediat atenția. „Acesta este un articol și o idee grozavă”, a spus Mark Kamionkowski, un cosmolog teoretic la Universitatea Johns Hopkins, care a propus alte soluții la tensiunea Hubble.

Kamenkovsky și alții spun că sunt necesare mai multe teste pentru a se asigura că magnetismul timpuriu nu confundă alte calcule cosmologice. Și chiar dacă această idee funcționează pe hârtie, cercetătorii vor trebui să găsească dovezi convingătoare pentru magnetismul primordial pentru a fi siguri că acesta a fost agentul absent care a modelat universul.

Cu toate acestea, în toți acești ani de discuții despre tensiunea lui Hubble, este poate ciudat că nimeni nu a mai luat în considerare magnetismul înainte. Potrivit lui Poghosyan, care este profesor la Universitatea Simon Fraser din Canada, majoritatea cosmologilor cu greu se gândesc la magnetism. „Toată lumea știe că acesta este unul dintre acele mari mistere”, a spus el. Dar de zeci de ani, nu a existat nicio modalitate de a spune dacă magnetismul este într-adevăr omniprezent și, prin urmare, componenta principală a cosmosului, așa că cosmologii au încetat în mare măsură să acorde atenție.

Între timp, astrofizicienii au continuat să colecteze date. Greutatea dovezilor i-a făcut pe cei mai mulți dintre ei să bănuiască că magnetismul este într-adevăr prezent peste tot.

Sufletul magnetic al Universului

În 1600, omul de știință englez William Gilbert, care studia zăcămintele minerale - roci magnetizate în mod natural pe care oamenii le-au creat în busole de milenii - a ajuns la concluzia că forța lor magnetică „imită sufletul”. „El a presupus în mod corect că Pământul însuși este.” un mare magnet, „și că stâlpii magnetici” privesc spre polii Pământului.”

Câmpurile magnetice sunt generate ori de câte ori curge o sarcină electrică. Câmpul Pământului, de exemplu, provine din „dinamul” său intern - un curent de fier lichid, clocotând în miezul său. Câmpurile magneților de frigider și ale coloanelor magnetice provin de la electroni care orbitează atomii lor constitutivi.

Cu toate acestea, de îndată ce un câmp magnetic „sămânță” iese din particulele încărcate în mișcare, acesta poate deveni mai mare și mai puternic dacă sunt combinate cu el câmpuri mai slabe. Magnetismul „este puțin ca un organism viu”, a spus Torsten Enslin, un astrofizician teoretic. la Institutul de Astrofizică Max Planck din Garching, Germania - pentru că câmpurile magnetice accesează fiecare sursă liberă de energie pe care o pot păstra și din care pot crește. Ei se pot răspândi și influența alte zone prin prezența lor, unde cresc și ei.”

Ruth Durer, un cosmolog teoretician la Universitatea din Geneva, a explicat că magnetismul este singura forță, alta decât gravitația, care poate modela structura pe scară largă a cosmosului, deoarece numai magnetismul și gravitația vă pot „ajunge” pe distanțe mari. Electricitatea, pe de altă parte, este locală și de scurtă durată, deoarece sarcinile pozitive și negative din orice regiune vor fi neutralizate în ansamblu. Dar nu puteți anula câmpurile magnetice; tind să se plieze și să supraviețuiască.

Cu toate acestea, cu toată puterea lor, aceste câmpuri de forță au profiluri scăzute. Sunt imateriale și sunt percepute doar atunci când acţionează asupra altor lucruri.„Nu poți fotografia doar un câmp magnetic; nu funcționează așa”, a spus Reinu Van Veren, astronom la Universitatea Leiden care a fost implicat în recenta descoperire a filamentelor magnetizate.

Într-o lucrare de anul trecut, Wang Veren și 28 de coautori au emis ipoteza unui câmp magnetic în filamentul dintre grupurile de galaxii Abell 399 și Abell 401 prin modul în care câmpul redirecționează electronii de mare viteză și alte particule încărcate care trec prin el. Pe măsură ce traiectoriile lor se răsucesc în câmp, aceste particule încărcate emit „radiații sincrotron” slabe.

Semnalul sincrotron este cel mai puternic la frecvențele radio joase, ceea ce îl face gata pentru detectare cu LOFAR, o serie de 20.000 de antene radio de joasă frecvență împrăștiate în toată Europa.

Echipa a colectat de fapt date de la filament în 2014 pe o bucată de opt ore, dar datele au rămas în așteptare, deoarece comunitatea de radioastronomie a petrecut ani de zile să descopere cum să îmbunătățească calibrarea măsurătorilor LOFAR. Atmosfera Pământului refractă undele radio care trec prin ea, astfel încât LOFAR vede spațiul ca de pe fundul unei piscine. Cercetătorii au rezolvat problema urmărind fluctuațiile „balizelor” de pe cer – emițători radio cu locații precis cunoscute – și corectând fluctuațiile pentru a debloca toate datele. Când au aplicat algoritmul de deblurring la datele filamentului, au văzut imediat radiația sincrotronă strălucind.

Filamentul pare magnetizat peste tot, nu doar lângă grupuri de galaxii care se mișcă una spre cealaltă de la ambele capete. Cercetătorii speră că setul de date de 50 de ore pe care îl analizează în prezent va dezvălui mai multe detalii. Recent, observații suplimentare au descoperit câmpuri magnetice care se propagă pe toată lungimea celui de-al doilea filament. Cercetătorii plănuiesc să publice această lucrare în curând.

Prezența câmpurilor magnetice enorme în cel puțin aceste două fire oferă informații noi importante. „A provocat destul de multă activitate”, a spus Wang Veren, „pentru că acum știm că câmpurile magnetice sunt relativ puternice”.

Lumină prin gol

Dacă aceste câmpuri magnetice au apărut în universul infantil, se pune întrebarea: cum? „Oamenii se gândesc la această problemă de mult timp”, a spus Tanmai Vachaspati de la Universitatea de Stat din Arizona.

În 1991, Vachaspati a sugerat că câmpurile magnetice ar fi putut apărea în timpul unei tranziții de fază electroslabă - momentul, la o fracțiune de secundă după Big Bang, când forțele electromagnetice și nucleare slabe au devenit distinse. Alții au sugerat că magnetismul s-a materializat cu microsecunde mai târziu, când s-au format protonii. Sau la scurt timp după aceea: regretatul astrofizician Ted Harrison a susținut în cea mai veche teorie primordială a magnetogenezei în 1973 că o plasmă turbulentă de protoni și electroni ar fi putut provoca apariția primelor câmpuri magnetice. Totuși, alții au sugerat că acest spațiu a devenit magnetizat chiar înainte de toate acestea, în timpul inflației cosmice - o expansiune explozivă a spațiului care se presupune că a sărit în sus - a lansat Big Bang-ul însuși. De asemenea, este posibil ca acest lucru să nu se fi întâmplat până când structurile au crescut un miliard de ani mai târziu.

Modul de a testa teoriile magnetogenezei este de a studia structura câmpurilor magnetice în regiunile cele mai curate ale spațiului intergalactic, cum ar fi părțile liniștite ale filamentelor și chiar mai multe goluri goale. Anumite detalii - de exemplu, dacă liniile câmpului sunt netede, spiralate sau „curbate în toate direcțiile, ca un ghem sau altceva” (conform lui Vachaspati) și cum se schimbă imaginea în diferite locuri și la diferite scări - transportă informații bogate care pot fi comparate cu teorie și modelare. De exemplu, dacă câmpurile magnetice au fost create în timpul unei tranziții de fază electroslabă, așa cum a sugerat Vachaspati, atunci liniile de forță rezultate ar trebui să fie spiralate, „ca un tirbușon”, a spus el.

Captura este că este dificil să detectezi câmpuri de forță care nu au nimic pe care să apese.

O metodă, lansată de omul de știință englez Michael Faraday încă din 1845, detectează un câmp magnetic prin modul în care rotește direcția de polarizare a luminii care trece prin el. Cantitatea de „rotație Faraday” depinde de intensitatea câmpului magnetic și de frecvența luminii. Astfel, măsurând polarizarea la frecvențe diferite, puteți deduce puterea magnetismului de-a lungul liniei de vedere. „Dacă o faci din locuri diferite, poți face o hartă 3D”, a spus Enslin.

Cercetătorii au început să facă măsurători aproximative ale rotației lui Faraday cu LOFAR, dar telescopul are probleme în a detecta un semnal extrem de slab. Valentina Vacca, astronom și coleg cu Govoni la Institutul Național de Astrofizică, a dezvoltat un algoritm în urmă cu câțiva ani pentru a procesa statistic semnalele fine de rotație Faraday prin adunarea mai multor dimensiuni ale spațiilor goale. „Practic, acest lucru poate fi folosit pentru goluri”, a spus Wakka.

Dar metoda lui Faraday va deveni cu adevărat atunci când radiotelescopul de generație următoare, un proiect internațional uriaș numit „matrice de kilometri pătrați”, va fi lansat în 2027. „SKA trebuie să creeze o grilă Faraday fantastică”, a spus Enslin.

Până acum, singura dovadă a magnetismului în goluri este că observatorii nu pot vedea atunci când se uită la obiecte numite blazari situate în spatele golurilor.

Blazarii sunt fascicule strălucitoare de raze gamma și alte surse energetice de lumină și materie, alimentate de găuri negre supermasive. Când razele gamma călătoresc prin spațiu, ele se ciocnesc uneori cu microundele antice, rezultând un electron și un pozitron. Aceste particule șuieră apoi și se transformă în raze gamma cu energie scăzută.

Dar dacă lumina unui blazar trece printr-un vid magnetizat, atunci razele gamma de energie joasă vor părea să fie absente, au motivat Andrei Neronov și Yevgeny Vovk de la Observatorul de la Geneva în 2010. Câmpul magnetic va devia electronii și pozitronii de la linia vizuală. Când se degradează în raze gamma cu energie scăzută, acele raze gamma nu vor fi îndreptate către noi.

Într-adevăr, când Neronov și Vovk au analizat datele de la un blazar localizat corespunzător, au văzut razele gamma de înaltă energie, dar nu semnalul de raze gamma de energie joasă. „Este o lipsă de semnal, care este un semnal”, a spus Vachaspati.

Lipsa semnalului este puțin probabil să fie o armă care fumează și au fost propuse explicații alternative pentru lipsa razelor gamma. Cu toate acestea, observațiile ulterioare indică din ce în ce mai mult ipoteza lui Neronov și Vovk că golurile sunt magnetizate. „Aceasta este opinia majorității”, a spus Dürer. Cel mai convingător, în 2015, o echipă a suprapus multe dimensiuni de blazare în spatele golurilor și a reușit să tachineze haloul slab al razelor gamma cu energie scăzută din jurul blazerelor. Efectul este exact ceea ce ne-am aștepta dacă particulele ar fi împrăștiate de câmpuri magnetice slabe - măsurând doar aproximativ o milioneme dintr-un trilion mai puternic ca un magnet de frigider.

Cel mai mare mister al cosmologiei

Este izbitor că această cantitate de magnetism primordial poate fi exact ceea ce este necesar pentru a rezolva stresul Hubble - problema expansiunii surprinzător de rapidă a universului.

Acesta este ceea ce și-a dat seama Poghosyan când a văzut recentele simulări pe computer ale lui Carsten Jedamzik de la Universitatea din Montpellier din Franța și ale colegilor săi. Cercetătorii au adăugat câmpuri magnetice slabe unui univers tânăr simulat, plin cu plasmă și au descoperit că protonii și electronii din plasmă au zburat de-a lungul liniilor câmpului magnetic și s-au acumulat în zonele cu cea mai slabă putere a câmpului. Acest efect de aglomerare a făcut ca protonii și electronii să se combine pentru a forma hidrogen - o schimbare de fază timpurie cunoscută sub numele de recombinare - mai devreme decât ar fi avut-o altfel.

Poghosyan, citind articolul lui Jedamzik, și-a dat seama că acest lucru ar putea ameliora tensiunea lui Hubble. Cosmologii calculează cât de repede ar trebui să se extindă spațiul astăzi, observând lumina străveche emisă în timpul recombinării. Lumina dezvăluie un univers tânăr presărat cu bulburi care s-au format din undele sonore care stropesc în plasma primordială. Dacă recombinarea a avut loc mai devreme decât era de așteptat din cauza efectului de îngroșare a câmpurilor magnetice, atunci undele sonore nu s-ar putea propaga atât de departe, iar picăturile rezultate ar fi mai mici. Aceasta înseamnă că petele pe care le vedem pe cer de la recombinare ar trebui să fie mai aproape de noi decât au presupus cercetătorii. Lumina care emana din bulgări a trebuit să parcurgă o distanță mai mică pentru a ajunge la noi, ceea ce înseamnă că lumina a trebuit să călătorească prin spațiul care se extinde mai rapid. „Este ca și cum ai încerca să alergi pe o suprafață în expansiune; parcurgeți o distanță mai mică, - spuse Poghosyan.

Rezultatul este că picăturile mai mici înseamnă o viteză estimată mai mare a expansiunii cosmice, ceea ce aduce viteza estimată mult mai aproape de măsurarea cât de repede par de fapt supernovele și alte obiecte astronomice să zboare în afară.

"M-am gândit, wow", a spus Poghosyan, "acest lucru ne poate indica prezența reală a [campurilor magnetice]. Așa că i-am scris imediat lui Carsten." Cei doi s-au întâlnit la Montpellier în februarie, chiar înainte ca închisoarea să fie închisă, iar calculele lor au arătat că, într-adevăr, cantitatea de magnetism primar necesară pentru a rezolva problema tensiunii Hubble este, de asemenea, în concordanță cu observațiile blazarului și cu dimensiunea presupusă a câmpurilor inițiale. trebuiau să crească câmpuri magnetice uriașe. care acoperă grupuri de galaxii și filamente. „Deci, totul converge cumva”, a spus Poghosyan, „dacă se dovedește a fi adevărat”.