Koinotning ruhi haqidagi elektromagnit nazariya

2024 Muallif: Seth Attwood | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-16 16:19

"Mahalliy vaqt bilan 1945 yilda Yer sayyorasidagi aqldan oldingi primatlarning ibtidoiy turi birinchi termoyadro qurilmasini portlatib yubordi., uni mistik irqlar "Xudoning tanasi" deb atashadi.

Ko'p o'tmay, vaziyatni kuzatish va universal tarmoqning elektromagnit yo'q qilinishining oldini olish uchun Yerga aqlli irqlar vakillarining maxfiy kuchlari yuborildi

Qo'shtirnoq ichidagi kirish ilmiy fantastika uchun syujetga o'xshaydi, ammo bu ilmiy maqolani o'qib chiqqandan keyin shunday xulosaga kelish mumkin. Butun olamga kirib boradigan ushbu tarmoqning mavjudligi ko'p narsani tushuntirishi mumkin edi - masalan, NUJ hodisasi, ularning tushunib bo'lmaydiganligi va ko'rinmasligi, aql bovar qilmaydigan imkoniyatlar va bundan tashqari, bilvosita, "Xudoning tanasi" ning ushbu nazariyasi bizga mavjud ekanligini haqiqiy tasdiqlaydi. o'limdan keyingi hayot.

Biz rivojlanishning dastlabki bosqichidamiz va aslida biz "aqlligacha mavjudotlar"miz va kim biladi, biz chinakam aqlli irq bo'lish uchun kuch topa olamizmi yoki yo'qmi.

Astronomlar magnit maydonlari koinotning katta qismiga kirib borishini aniqladilar. Yashirin magnit maydon chiziqlari butun koinot bo'ylab millionlab yorug'lik yiliga cho'ziladi.

Har safar astronomlar koinotning tobora uzoqlashib borayotgan mintaqalarida magnit maydonlarni izlashning yangi usulini o'ylab topishganida, ularni tushunarsiz tarzda topadilar.

Bu kuch maydonlari Yerni, Quyoshni va barcha galaktikalarni o'rab turgan bir xil jismlardir. Yigirma yil oldin astronomlar galaktikalarning butun klasterlariga, shu jumladan bir galaktika va keyingi galaktika orasidagi bo'shliqqa kirib boradigan magnitlanishni aniqlay boshladilar. Ko'rinmas maydon chiziqlari galaktikalararo bo'shliqni aylanib o'tadi.

O‘tgan yili astronomlar nihoyat koinotning ancha yupqaroq hududini – galaktika klasterlari orasidagi bo‘shliqni o‘rganishga muvaffaq bo‘lishdi. U erda ular eng katta magnit maydonni topdilar: kosmik tarmoqning ushbu "filamenti" ning butun uzunligini qamrab olgan 10 million yorug'lik yili magnitlangan fazo. Xuddi shu usullardan foydalangan holda koinotning boshqa joylarida ikkinchi magnitlangan filament allaqachon ko'rilgan. “Biz shunchaki aysbergning uchiga qarab turibmiz”, dedi Kalyaridagi (Italiya) Milliy Astrofizika instituti xodimi Federika Govoni, birinchi aniqlashga sabab bo‘lgan.

Savol tug'iladi: bu ulkan magnit maydonlar qaerdan paydo bo'lgan?

Boloniya universiteti astrofiziki Franko Vazza, kosmik magnit maydonlarining zamonaviy kompyuter simulyatsiyasini amalga oshiradigan astrofizik: "Bu alohida galaktikalar yoki alohida portlashlar yoki, men bilmayman, o'ta yangi yulduzlar shamollari bilan bog'liq bo'lishi mumkin emas", dedi. bu."

Imkoniyatlardan biri shundaki, kosmik magnitlanish birlamchi bo'lib, koinotning tug'ilishigacha davom etadi. Bunday holda, zaif magnitlanish hamma joyda, hatto kosmik to'rning "bo'shliqlarida" ham bo'lishi kerak - koinotning eng qorong'i, eng bo'sh hududlarida. Hamma joyda mavjud bo'lgan magnitlanish galaktikalar va klasterlarda gullab-yashnagan kuchliroq maydonlarni ekadi.

Birlamchi magnitlanish, shuningdek, Hubble stressi deb nomlanuvchi yana bir kosmologik jumboqni echishga yordam berishi mumkin - kosmologiyadagi eng issiq mavzu.

Hubble tarangligi ostida yotgan muammo shundaki, koinot uning ma'lum tarkibiy qismlaridan kutilganidan sezilarli darajada tezroq kengaymoqda. Aprel oyida onlaynda chop etilgan va "Fizika ko'rib chiqish xatlari" bilan birgalikda ko'rib chiqilgan maqolada kosmologlar Karsten Jedamzik va Levon Poghosyan koinotning dastlabki davridagi zaif magnit maydonlar bugungi kunda kuzatilayotgan kosmik kengayishning tezroq tezligiga olib keladi, deb ta'kidlaydilar.

Ibtidoiy magnitlanish Xabblning tarangligini shu qadar osonlik bilan engillashtiradiki, Jedamzik va Poghosyanning maqolasi darhol e'tiborni tortdi. "Bu ajoyib maqola va g'oya", dedi Mark Kamionkovski, Jons Xopkins universitetining nazariy kosmologi, Hubble tarangligiga boshqa yechimlarni taklif qilgan.

Kamenkovskiy va boshqalar erta magnitlanish boshqa kosmologik hisob-kitoblarni chalkashtirib yubormasligini ta'minlash uchun ko'proq sinovlar o'tkazish kerakligini aytadi. Va agar bu g'oya qog'ozda ishlayotgan bo'lsa ham, tadqiqotchilar koinotni shakllantirgan yo'q agent ekanligiga ishonch hosil qilish uchun ibtidoiy magnitlanish uchun ishonchli dalillarni topishlari kerak.

Biroq, Xabbl zo'riqishi haqida gapirilgan barcha yillar davomida, ehtimol, hech kim magnitlanish haqida o'ylamaganligi g'alati. Kanadadagi Saymon Freyzer universiteti professori Pogosyanning so'zlariga ko'ra, ko'pchilik kosmologlar magnitlanish haqida deyarli o'ylamaydilar. "Hamma biladiki, bu katta sirlardan biri", dedi u. Ammo o'nlab yillar davomida magnitlanish haqiqatan ham hamma joyda va shuning uchun kosmosning asosiy komponenti ekanligini aniqlashning hech qanday usuli yo'q edi, shuning uchun kosmologlar asosan e'tibor berishni to'xtatdilar.

Shu bilan birga, astrofiziklar ma'lumot to'plashni davom ettirdilar. Dalillarning og'irligi ularning ko'pchiligini magnitlanish haqiqatan ham hamma joyda mavjud ekanligiga shubha qilishiga sabab bo'ldi.

Koinotning magnit ruhi

1600 yilda ingliz olimi Uilyam Gilbert mineral konlarni - odamlar ming yillar davomida kompaslarda yaratgan tabiiy magnitlangan jinslarni o'rganar ekan, ularning magnit kuchi "ruhga taqlid qiladi" degan xulosaga keldi. "va magnit ustunlar" Yerning qutblariga qaraydi.

Magnit maydonlar elektr zaryadi oqayotgan har qanday vaqtda hosil bo'ladi. Masalan, Yer maydoni uning ichki "dinamosi" - yadrosida qaynayotgan suyuq temir oqimidan kelib chiqadi. Sovutgich magnitlari va magnit ustunlarining maydonlari ularning tarkibiy atomlari orbitasida aylanib yuradigan elektronlardan kelib chiqadi.

Biroq, harakatdagi zaryadlangan zarrachalardan “urug‘” magnit maydoni paydo bo‘lishi bilanoq, u bilan kuchsizroq maydonlar qo‘shilsa, u kattaroq va kuchliroq bo‘lishi mumkin. Magnetizm “bir oz tirik organizmga o‘xshaydi”, deydi nazariy astrofizik Torsten Enslin. Germaniyaning Garching shahridagi Maks Plank Astrofizika institutida - chunki magnit maydonlar ushlab turishi va undan o'sishi mumkin bo'lgan har qanday bo'sh energiya manbasiga kiradi. Ular o'zlarining mavjudligi bilan boshqa hududlarga tarqalishi va ta'sir qilishi mumkin, u erda ham o'sadi.

Jeneva universitetining nazariy kosmologi Rut Dyurerning ta'kidlashicha, magnitlanish kosmosning keng ko'lamli tuzilishini shakllantiradigan tortishish kuchidan boshqa yagona kuchdir, chunki faqat magnitlanish va tortishish katta masofalarga "sizga etib borishi" mumkin. Boshqa tomondan, elektr energiyasi mahalliy va qisqa muddatli, chunki har qanday mintaqadagi ijobiy va salbiy zaryadlar umuman neytrallanadi. Lekin siz magnit maydonlarni bekor qila olmaysiz; ular katlanishga va omon qolishga moyildirlar.

Shunga qaramay, bu kuch maydonlarining barcha kuchlari past profilga ega. Ular ahamiyatsiz va faqat boshqa narsalarga ta'sir qilganda idrok etiladi.“Magnit maydonni shunchaki suratga ololmaysiz; bu shunday ishlamaydi dedi Leyden universiteti astronomi, magnitlangan filamentlarni yaqinda kashf qilishda ishtirok etgan Reinu Van Veren.

O'tgan yili bir maqolada Vang Veren va 28 hammualliflar Abell 399 va Abell 401 galaktika klasterlari orasidagi filamentdagi magnit maydonning yuqori tezlikdagi elektronlar va undan o'tadigan boshqa zaryadlangan zarrachalarni qanday yo'naltirishini taxmin qilishdi. Ularning traektoriyalari dalada aylanar ekan, bu zaryadlangan zarralar kuchsiz "sinxrotron nurlanish" chiqaradi.

Sinxrotron signali past radiochastotalarda eng kuchli bo'lib, uni Yevropa bo'ylab tarqalgan 20 000 past chastotali radio antennalari qatori LOFAR yordamida aniqlashga tayyor qiladi.

Jamoa aslida 2014 yilda sakkiz soat davomida filamentdan ma'lumotlarni to'plagan, ammo radio astronomiya hamjamiyati LOFAR o'lchovlarini kalibrlashni qanday yaxshilashni o'ylab ko'rish uchun yillar davomida ma'lumotlar to'xtab qoldi. Yer atmosferasi u orqali oʻtayotgan radiotoʻlqinlarni sindiradi, shuning uchun LOFAR kosmosni xuddi suzish havzasi tubidan koʻradi. Tadqiqotchilar muammoni osmondagi "mayoqlar" - aniq ma'lum joylarga ega radio emitentlarning tebranishlarini kuzatish va barcha ma'lumotlarni blokdan chiqarish uchun tebranishlarni tuzatish orqali hal qilishdi. Filament ma'lumotlariga loyqalanish algoritmini qo'llaganlarida, ular darhol sinxrotron nurlanishining porlashini ko'rdilar.

Filament har ikki chetidan bir-biriga qarab harakatlanuvchi galaktikalar klasterlari yaqinida emas, balki hamma joyda magnitlangan ko'rinadi. Tadqiqotchilar hozirda tahlil qilayotgan 50 soatlik ma'lumotlar to'plami ko'proq tafsilotlarni ochib beradi deb umid qilmoqda. Yaqinda qo'shimcha kuzatishlar natijasida ikkinchi filamentning butun uzunligi bo'ylab tarqaladigan magnit maydonlar aniqlandi. Tadqiqotchilar bu asarni tez orada nashr etishni rejalashtirmoqda.

Hech bo'lmaganda bu ikki ipda ulkan magnit maydonlarning mavjudligi muhim yangi ma'lumotlarni beradi. "Bu juda katta faollikka sabab bo'ldi," dedi Van Veren, "chunki biz endi magnit maydonlari nisbatan kuchli ekanligini bilamiz."

Bo'shliq orqali yorug'lik

Agar bu magnit maydonlar chaqaloq olamida paydo bo'lgan bo'lsa, savol tug'iladi: qanday qilib? "Odamlar bu masala haqida uzoq vaqtdan beri o'ylashmoqda", dedi Arizona shtat universitetidan Tanmai Vachaspati.

1991 yilda Vachaspati magnit maydonlar elektromagnit va kuchsiz yadro kuchlari ajralib turadigan Katta portlashdan keyin, soniyaning bir ulushida - elektrozaif fazaga o'tish paytida paydo bo'lishi mumkinligini aytdi. Boshqalar protonlar hosil bo'lganda magnitlanish mikrosekundlardan keyin paydo bo'lgan deb taxmin qilishdi. Yoki ko'p o'tmay: marhum astrofizik Ted Xarrison 1973 yilda magnitogenezning dastlabki ibtidoiy nazariyasida protonlar va elektronlarning turbulent plazmasi birinchi magnit maydonlarning paydo bo'lishiga olib kelgan bo'lishi mumkinligini ta'kidladi. Boshqalar esa, bu fazo bularning barchasidan oldin, kosmik inflyatsiya paytida - go'yoki yuqoriga ko'tarilgan kosmosning portlovchi kengayishi - Katta portlashning o'zini ishga tushirganida magnitlangan deb taxmin qilishdi. Bundan tashqari, bu tuzilmalar milliard yil o'tib o'smaguncha sodir bo'lmagan bo'lishi mumkin.

Magnitogenez nazariyalarini sinab ko'rishning usuli - bu filamentlarning tinch qismlari va undan ham ko'proq bo'sh bo'shliqlar kabi intergalaktik makonning eng toza hududlarida magnit maydonlarning tuzilishini o'rganishdir. Ba'zi tafsilotlar - masalan, dala chiziqlari silliq, spiral yoki "har tomonga egri, ip to'pi yoki boshqa narsa kabi" (Vachaspati bo'yicha) va rasmning turli joylarda va turli masshtablarda qanday o'zgarishi - nazariya va modellashtirish bilan solishtirish mumkin bo'lgan boy ma'lumotlarga ega. Misol uchun, agar magnit maydonlar, Vachaspati taklif qilganidek, elektrozaif fazaga o'tish paytida yaratilgan bo'lsa, unda hosil bo'lgan kuch chiziqlari "shponka kabi" spiral bo'lishi kerak, dedi u.

Gap shundaki, bosish uchun hech narsa bo'lmagan kuch maydonlarini aniqlash qiyin.

1845 yilda ingliz olimi Maykl Faraday tomonidan kashf etilgan usullardan biri magnit maydonni u orqali o'tadigan yorug'likning qutblanish yo'nalishini aylantirish orqali aniqlaydi. "Faraday aylanishi" miqdori magnit maydonning kuchiga va yorug'lik chastotasiga bog'liq. Shunday qilib, turli chastotalarda polarizatsiyani o'lchash orqali siz ko'rish chizig'i bo'ylab magnitlanishning kuchini xulosa qilishingiz mumkin. "Agar siz buni turli joylardan qilsangiz, 3D xaritani yaratishingiz mumkin", dedi Enslin.

Tadqiqotchilar LOFAR yordamida Faraday aylanishini qo‘pol o‘lchashni boshladilar, ammo teleskop juda zaif signalni tanlashda muammoga duch keldi. Valentina Vakka, astronom va Govoni Milliy Astrofizika Institutidagi hamkasbi, bir necha yil oldin bo'sh bo'shliqlarning ko'plab o'lchamlarini qo'shib, nozik Faraday aylanish signallarini statistik qayta ishlash algoritmini ishlab chiqdi. "Asosan, bu bo'shliqlar uchun ishlatilishi mumkin", dedi Vakka.

Ammo Faraday usuli haqiqatan ham 2027 yilda "kvadrat kilometr massivi" deb nomlangan ulkan xalqaro loyiha bo'lgan yangi avlod radioteleskopi ishga tushirilgach, amalga oshadi. "SKA fantastik Faraday tarmog'ini yaratishi kerak", dedi Enslin.

Hozircha bo'shliqlardagi magnitlanishning yagona dalili shundan iboratki, kuzatuvchilar bo'shliqlar orqasida joylashgan blazarlar deb ataladigan narsalarga qaraganlarida ko'ra olmaydilar.

Blazarlar gamma nurlarining yorqin nurlari va boshqa energiya manbalari bo'lib, ular o'ta massiv qora tuynuklar tomonidan quvvatlanadi. Gamma nurlari kosmosda harakatlanayotganda, ular ba'zan qadimgi mikroto'lqinlar bilan to'qnashadi, natijada elektron va pozitron paydo bo'ladi. Keyin bu zarralar shivirlaydi va kam energiyali gamma nurlariga aylanadi.

2010 yilda Jeneva rasadxonasidan Andrey Neronov va Yevgeniy Vovkning fikriga ko'ra, agar blazarning yorug'ligi magnitlangan bo'shliqdan o'tsa, u holda kam energiyali gamma nurlari yo'qdek tuyuladi. Magnit maydon elektronlar va pozitronlarni ko'rish chizig'idan chetga surib qo'yadi. Ular kam energiyali gamma nurlariga aylanganda, bu gamma nurlari biz tomon yo'naltirilmaydi.

Haqiqatan ham, Neronov va Vovk mos ravishda joylashgan blazardan olingan ma'lumotlarni tahlil qilganda, ular past energiyali gamma-nurlarini emas, balki uning yuqori energiyali gamma nurlarini ko'rdilar. "Bu signalning etishmasligi, bu signaldir", dedi Vachaspati.

Signalning etishmasligi chekish quroli bo'lishi dargumon va etishmayotgan gamma nurlari uchun muqobil tushuntirishlar taklif qilingan. Biroq, keyingi kuzatishlar Neronov va Vovkning bo'shliqlar magnitlanganligi haqidagi gipotezasiga tobora ko'proq ishora qilmoqda. “Bu ko'pchilikning fikri, - dedi Dyurer. Eng ishonarlisi shundaki, 2015 yilda bitta jamoa bo'shliqlar orqasida blazarlarning ko'p o'lchamlarini qo'shib, blazerlar atrofida kam energiyali gamma nurlarining zaif halosini mazax qilishga muvaffaq bo'ldi. Agar zarrachalar zaif magnit maydonlar tomonidan tarqalib ketgan bo'lsa, bu ta'sir aynan shunday bo'ladi - bu muzlatgich magniti kabi kuchli trillionning milliondan bir qismini o'lchaydi.

Kosmologiyaning eng katta siri

Ajablanarlisi shundaki, bu ibtidoiy magnitlanish miqdori Xabbl stressini - koinotning hayratlanarli darajada tez kengayishi muammosini hal qilish uchun zarur bo'lgan narsa bo'lishi mumkin.

Bu Poghosyan Frantsiyaning Monpelye universitetidan Karsten Jedamzik va uning hamkasblarining yaqinda kompyuter simulyatsiyasini ko'rganida tushundi. Tadqiqotchilar simulyatsiya qilingan, plazma bilan to'ldirilgan yosh koinotga zaif magnit maydonlarni qo'shdilar va plazmadagi proton va elektronlar magnit maydon chiziqlari bo'ylab uchib, eng zaif maydon kuchiga ega bo'lgan joylarda to'planganligini aniqladilar. Ushbu to'planish effekti protonlar va elektronlarning vodorod hosil qilish uchun birlashishiga olib keldi - bu rekombinatsiya deb nomlanuvchi erta faza o'zgarishi - ular bo'lishi mumkin bo'lmagan vaqtdan oldin.

Jedamzikning maqolasini o'qigan Poghosyan, bu Xabblning tarangligini engillashtirishi mumkinligini tushundi. Kosmologlar rekombinatsiya paytida chiqarilgan qadimgi yorug'likni kuzatish orqali bugungi kunda kosmos qanchalik tez kengayishi kerakligini hisoblamoqda. Yorug'lik ibtidoiy plazmada chayqalayotgan tovush to'lqinlaridan hosil bo'lgan dog'lar bilan bezatilgan yosh koinotni ochib beradi. Agar magnit maydonlarning qalinlashuvi ta'sirida rekombinatsiya kutilganidan oldin sodir bo'lgan bo'lsa, unda tovush to'lqinlari u qadar oldinga tarqala olmaydi va natijada paydo bo'lgan tomchilar kichikroq bo'lar edi. Bu shuni anglatadiki, rekombinatsiyadan beri osmonda biz ko'rgan dog'lar bizga tadqiqotchilar taxmin qilganidan ko'ra yaqinroq bo'lishi kerak. To'plardan chiqadigan yorug'lik bizga etib borishi uchun qisqaroq masofani bosib o'tishi kerak edi, ya'ni yorug'lik tezroq kengayib borayotgan fazoda harakatlanishi kerak edi. “Bu kengayayotgan sirt ustida yugurishga urinish kabi; Siz qisqaroq masofani bosib o'tasiz, - dedi Pogosyan.

Natijada, kichikroq tomchilar kosmik kengayishning yuqori taxminiy tezligini anglatadi, bu esa taxminiy tezlikni o'ta yangi yulduzlar va boshqa astronomik ob'ektlarning bir-biridan qanchalik tez uchib ketayotganini o'lchashga ancha yaqinlashtiradi.

"Men o'yladim, voy, - dedi Pogosyan, - bu bizga [magnit maydonlarning] haqiqiy mavjudligini ko'rsatishi mumkin. Shuning uchun men darhol Karstenga yozdim ". Ikkalasi fevral oyida, qamoqxona yopilishidan oldin Monpelyeda uchrashishdi va ularning hisob-kitoblari shuni ko'rsatdiki, Habble kuchlanish muammosini hal qilish uchun zarur bo'lgan birlamchi magnitlanish miqdori ham blazar kuzatuvlari va dastlabki maydonlarning taxminiy hajmiga mos keladi. galaktikalar va filamentlar klasterlarini qamrab olgan ulkan magnit maydonlarini o'stirish uchun zarur bo'ldi."Demak, hammasi qandaydir tarzda birlashadi, - dedi Pogosyan, - agar bu haqiqat bo'lib chiqsa."