Магнетическая душа Вселенной

"В 1945 году по местному времени примитивный вид пред-разумных приматов на планете Земля - взорвал первое термоядерное устройство. Они и не подозревали, что создали эхо в сверх-космической паутине, используемой для нелокального общения и переселения душ цивилизациями Транс-галактического союза, сети, которую более мистически настроенные расы называют "телом Бога".

Вскоре после этого на Землю были направлены тайные силы представителей разумных рас для наблюдения за ситуацией и предотвращения дальнейшего электромагнитного разрушения универсальной сети"

Взятое в кавычки вступление похоже на сюжет для фантастики, но именно такой вывод можно сделать после прочтения этой научной статьи. Наличие этой сети пронизывающей всю Вселенную, могло бы объяснить многое - например феномен НЛО, их неуловимость и невидимость, невероятные возможности, а кроме того, косвенно эта теория "тела Бога", дает нам реальные подтверждения того, что существует жизнь, после смерти.

Мы находимся на самой начальной стадии развития и по сути мы "пред-разумные существа" и кто знает, сможем ли мы найти в себе силы стать действительно разумной расой.



Астрономы обнаружили, что магнитные поля пронизывают большую часть космоса. Скрытые линии магнитного поля простираются на миллионы световых лет по всей Вселенной.

Каждый раз, когда астрономы придумывают новый способ поиска магнитных полей во все более отдаленных областях космоса, они необъяснимо находят их.

Эти силовые поля — те же самые сущности, которые окружают Землю, Солнце и все галактики. Двадцать лет назад астрономы начали обнаруживать магнетизм, пронизывающий целые скопления галактик, включая пространство между одной галактикой и следующей. Невидимые линии поля проносятся через межгалактическое пространство.

В прошлом году астрономам наконец удалось исследовать гораздо более разреженную область пространства — пространство между скоплениями галактик. Там они обнаружили самое большое магнитное поле: 10 миллионов световых лет намагниченного пространства, охватывающего всю длину этой “нити” космической паутины. Вторая намагниченная нить уже была замечена в других местах космоса с помощью тех же самых методов. "Мы просто смотрим на вершину айсберга, вероятно", - сказал Федерика Говони из Национального института астрофизики в Кальяри, Италия, который возглавил первое обнаружение.

Возникает вопрос: откуда взялись эти огромные магнитные поля?

“Это явно не может быть связано с активностью отдельных галактик или отдельных взрывов или, я не знаю, ветров от сверхновых", - сказал Франко Вацца, астрофизик из Болонского университета, который делает современные компьютерные моделирования космических магнитных полей. - Это выходит далеко за рамки всего этого.”

Одна из возможностей заключается в том, что космический магнетизм является первичным, прослеживая весь путь назад к рождению Вселенной. В этом случае слабый магнетизм должен существовать везде, даже в “пустотах” космической паутины — самых темных, самых пустых областях Вселенной. Вездесущий магнетизм посеял бы более сильные поля, которые расцветали в галактиках и скоплениях.

Первичный магнетизм мог бы также помочь разрешить еще одну космологическую загадку, известную как напряжение Хаббла — вероятно, самую горячую тему в космологии.

Проблема, лежащая в основе напряженности Хаббла, заключается в том, что Вселенная, по-видимому, расширяется значительно быстрее, чем ожидалось, исходя из ее известных компонентов. В статье , опубликованной в интернете в апреле и рассматриваемой вместе с письмами Physical Review Letters, космологи Карстен Джедамзик и Левон Погосян утверждают, что слабые магнитные поля в ранней Вселенной приведут к более быстрой скорости космического расширения, наблюдаемой сегодня.

Первобытный магнетизм снимает напряжение Хаббла так просто, что статья Джедамзика и Погосяна сразу же привлекла к себе внимание. ” Это отличная статья и идея", - сказал Марк Камионковский , теоретический космолог из Университета Джонса Хопкинса, который предложил другие решения напряженности Хаббла.

Каменковский и другие говорят, что необходимы дополнительные проверки, чтобы гарантировать, что ранний магнетизм не сбивает другие космологические вычисления. И даже если эта идея работает на бумаге, исследователям нужно будет найти убедительные доказательства первичного магнетизма, чтобы убедиться, что именно отсутствующий агент сформировал вселенную.

Тем не менее, за все эти годы разговоров о напряжении Хаббла, возможно, странно, что никто не рассматривал магнетизм раньше. По словам Погосяна, который является профессором Университета Саймона Фрейзера в Канаде, большинство космологов едва ли думают о магнетизме. - Все знают, что это одна из тех больших загадок, - сказал он. Но в течение десятилетий не было никакого способа сказать, действительно ли магнетизм вездесущ и, следовательно, является первичным компонентом космоса, поэтому космологи в значительной степени перестали обращать внимание.

Тем временем астрофизики продолжали собирать данные. Весомость доказательств заставила большинство из них заподозрить, что магнетизм действительно присутствует повсюду.

Магнетическая душа Вселенной

В 1600 году английский ученый Уильям Гилберт, изучая залежи полезных ископаемых-естественно намагниченные породы, которые люди создавали в компасах на протяжении тысячелетий, - пришел к выводу, что их магнитная сила “имитирует душу"."Он правильно предположил, что сама Земля является “великим магнитом”, и что магнитные столбы “смотрят в сторону полюсов Земли.”

Магнитные поля возникают в любое время, когда протекает электрический заряд. Поле Земли, например, исходит из ее внутренней “динамомашины” - потока жидкого железа, бурлящего в ее ядре. Поля магнитов холодильника и магнитных столбиков происходят от электронов, вращающихся вокруг составляющих их атомов.



Космологическое моделирование иллюстрирует два возможных объяснения того, как магнитные поля проникли в скопления галактик. Слева поля вырастают из однородных "семенных" полей, которые заполнили космос в моменты после Большого Взрыва. Справа астрофизические процессы, такие как образование звезд и поток материи в сверхмассивные черные дыры, создают намагниченные ветры, которые выходят из галактик.

Однако, как только из заряженных частиц в движении возникает” семенное " магнитное поле, оно может стать больше и сильнее, если совместить с ним более слабые поля. Магнетизм " немного похож на живой организм, - сказал Торстен Энслин , астрофизик-теоретик из Института астрофизики Макса Планка в Гархинге, Германия, - потому что магнитные поля подключаются к каждому свободному источнику энергии, за который они могут держаться и расти. Они могут распространяться и влиять на другие области своим присутствием, где они также растут.”

Рут Дюрер , космолог-теоретик из Женевского университета, объяснила, что магнетизм-это единственная сила, кроме гравитации, которая может формировать крупномасштабную структуру космоса, потому что только магнетизм и гравитация могут “дотянуться до вас” на огромных расстояниях. Электричество же, напротив, является локальным и недолговечным, так как положительный и отрицательный заряд в любом регионе будут нейтрализованы в целом. Но вы не можете отменить магнитные поля; они имеют тенденцию складываться и выживать.

И все же, несмотря на всю свою мощь, эти силовые поля имеют низкие профили. Они нематериальны и воспринимаются только тогда, когда действуют на другие вещи. ” Вы не можете просто сфотографировать магнитное поле; оно так не работает", - сказал Рейну Ван верен , астроном из Лейденского университета, который был вовлечен в недавнее обнаружение намагниченных нитей.

В своей статье в прошлом году Ван верен и 28 соавторов предположили наличие магнитного поля в нити накала между скоплениями галактик Abell 399 и Abell 401 по тому, как поле перенаправляет высокоскоростные электроны и другие заряженные частицы, проходящие через него. Поскольку их траектории закручиваются в поле, эти заряженные частицы испускают слабое "синхротронное излучение".”

Синхротронный сигнал является самым сильным на низких радиочастотах, что делает его готовым для обнаружения с помощью LOFAR, массива из 20 000 низкочастотных радиоантенн, разбросанных по всей Европе.

Команда фактически собрала данные из нити накала еще в 2014 году в течение одного восьмичасового отрезка, но данные сидели в ожидании, поскольку радиоастрономическое сообщество потратило годы, выясняя, как улучшить калибровку измерений ЛОФАРА. Земная атмосфера преломляет проходящие через нее радиоволны, поэтому ЛОФАР рассматривает космос как бы со дна плавательного бассейна. Исследователи решили проблему, отслеживая колебания "маяков" в небе — радиоизлучателей с точно известными местоположениями — и корректируя для этого колебания, чтобы деблокировать все данные. Когда они применили алгоритм деблуррирования к данным из нити накала, они сразу же увидели свечение синхротронного излучения.


LOFAR состоит из 20 000 отдельных радиоантенн, разбросанных по всей Европе.

Нить накала выглядит намагниченной повсюду, а не только вблизи скоплений галактик, которые движутся навстречу друг другу с обоих концов. Исследователи надеются, что 50-часовой набор данных, который они сейчас анализируют, покажет больше деталей. Недавно в ходе дополнительных наблюдений были обнаружены магнитные поля, распространяющиеся по всей длине второй нити накала. Исследователи планируют вскоре опубликовать эту работу.

Наличие огромных магнитных полей по крайней мере в этих двух нитях дает важную новую информацию. “Это вызвало довольно большую активность, - сказал Ван верен, - потому что теперь мы знаем, что магнитные поля относительно сильны.”

Свет сквозь пустоту

Если эти магнитные поля возникли в младенческой Вселенной, возникает вопрос: как? ” Люди думали об этой проблеме в течение длительного времени", - сказал Танмай Вачаспати из Аризонского государственного университета.

В 1991 году Вачаспати предположил, что магнитные поля могли возникнуть во время электрослабого фазового перехода — момента, через долю секунды после Большого Взрыва, когда электромагнитные и слабые ядерные силы стали различимы. Другие предположили, что магнетизм материализовался на микросекунды позже, когда образовались протоны. Или вскоре после этого: покойный астрофизик Тед Харрисон утверждал в самой ранней изначальной теории магнитогенеза в 1973 году, что турбулентная плазма протонов и электронов, возможно, вызвала появление первых магнитных полей. Тем не менее другие предложили это пространство стало намагниченным еще до всего этого, во время космической инфляции — взрывного расширения пространства, которое якобы подпрыгнуло-запустило сам Большой Взрыв. Также возможно, что это не произошло до роста структур на миллиард лет позже.

Способ проверки теорий магнитогенеза заключается в изучении структуры магнитных полей в самых первозданных участках межгалактического пространства, таких как спокойные части нитей и еще более пустые пустоты. Некоторые детали-например, являются ли линии поля гладкими, спиральными или” изогнутыми во все стороны, как клубок пряжи или что — то еще " (по Вачаспати), и как картина меняется в разных местах и на разных масштабах-несут богатую информацию, которую можно сравнить с теорией и моделированием. Например, если магнитные поля возникли во время электрослабого фазового перехода, как предложил Вачаспати, то результирующие силовые линии должны быть спиральными, “как штопор”, - сказал он.

Загвоздка в том, что трудно обнаружить силовые поля, которым не на что давить.

Один из методов, впервые предложенный английским ученым Майклом Фарадеем еще в 1845 году, обнаруживает магнитное поле по тому, как оно вращает направление поляризации света, проходящего через него. Величина "вращения Фарадея" зависит от напряженности магнитного поля и частоты света. Таким образом, измеряя поляризацию на разных частотах, вы можете сделать вывод о силе магнетизма вдоль линии визирования. “Если вы делаете это из разных мест, вы можете сделать 3D-карту”, - сказал Энслин.

Исследователи начали делать грубые измерения вращения Фарадея с помощью LOFAR, но телескоп имеет проблемы с выделением чрезвычайно слабого сигнала. Валентина Вакка, астроном и коллега Говони из Национального института астрофизики, несколько лет назад разработала алгоритм для статистической обработки тонких сигналов вращения Фарадея, складывая вместе множество измерений пустых мест. "В принципе, это может быть использовано для пустот", - сказал Вакка.

Но метод Фарадея действительно взлетит, когда в 2027 году будет запущен радиотелескоп следующего поколения, гигантский международный проект под названием "массив квадратных километров". "СКА должен создать фантастическую сетку Фарадея", - сказал Энслин.

На данный момент единственным свидетельством магнетизма в пустотах является то, что наблюдатели не видят, когда они смотрят на объекты, называемые блазарами, расположенные за пустотами.

Blazars-это яркие пучки гамма-лучей и других энергетических источников света и материи, питаемых сверхмассивными черными дырами. Когда гамма-лучи путешествуют в пространстве, они иногда сталкиваются с древними микроволнами, превращаясь в результате в электрон и позитрон. Эти частицы затем шипят и превращаются в низкоэнергетические гамма-лучи.

Но если свет блазара проходит через намагниченную пустоту, то низкоэнергетические гамма-лучи будут казаться отсутствующими, рассуждали Андрей Неронов и Евгений Вовк из Женевской обсерватории в 2010 году. Магнитное поле будет отклонять электроны и позитроны из линии прямой видимости. Когда они распадаются на низкоэнергетические гамма-лучи, эти гамма-лучи не будут направлены на нас.



Действительно, когда Неронов и Вовк анализировали данные с подходяще расположенного blazar, они видели его высокоэнергетические гамма-лучи, но не низкоэнергетический гамма-сигнал. “Это отсутствие сигнала, который и есть сигнал, - сказал Вачаспати.

Отсутствие сигнала вряд ли является дымящимся оружием, и были предложены альтернативные объяснения для отсутствующих гамма-лучей. Однако последующие наблюдения все чаще указывают на гипотезу Неронова и Вовка о том, что пустоты намагничены. “Это мнение большинства, - сказал Дюрер. Наиболее убедительно, что в 2015 году одна команда наложила многие измерения blazars за пустотами и сумела подразнить слабый ореол низкоэнергетических гамма-лучей вокруг блейзаров. Эффект именно такой, какой можно было бы ожидать, если бы частицы были рассеяны слабыми магнитными полями — измеряющими только около одной миллионной от триллиона таких же сильных, как магнит холодильника.

Самая большая загадка космологии

Поразительно, что именно это количество первичного магнетизма может быть именно тем, что нужно для разрешения хаббловского напряжения — проблемы удивительно быстрого расширения Вселенной.

Именно это понял Погосян, когда увидел недавние компьютерные симуляторы Карстена Джедамзика из Университета Монпелье во Франции и его коллеги. Исследователи добавили слабые магнитные поля к моделируемой, наполненной плазмой молодой Вселенной и обнаружили, что протоны и электроны в плазме летели вдоль линий магнитного поля и накапливались в областях самой слабой напряженности поля. Этот эффект слипания заставил протоны и электроны объединиться в водород — раннее фазовое изменение, известное как рекомбинация — раньше, чем они могли бы иметь в противном случае.

Погосян, читая статью Джедамзика, понял, что это может снять напряжение Хаббла. Космологи рассчитывают, как быстро должно расширяться пространство сегодня, наблюдая древний свет, испускаемый во время рекомбинации. Свет показывает молодую Вселенную, усеянную кляксами, которые образовались из звуковых волн, плещущихся вокруг в первичной плазме. Если бы рекомбинация произошла раньше, чем предполагалось из-за эффекта сгущения магнитных полей, то звуковые волны не могли бы распространяться так далеко вперед, и полученные капли были бы меньше. Это означает, что пятна, которые мы видим в небе со времени рекомбинации, должны быть ближе к нам, чем предполагали исследователи. Свет, исходящий от сгустков, должен был пройти более короткое расстояние, чтобы достичь нас, а это означает, что свет должен был проходить через быстрее расширяющееся пространство. “Это все равно, что пытаться бежать по расширяющейся поверхности; вы покрываете меньшее расстояние, - сказал Погосян.

В результате получается, что меньшие капли означают более высокую предполагаемую скорость космического расширения, что значительно приближает предполагаемую скорость к измерениям того, как быстро сверхновые и другие астрономические объекты на самом деле кажутся разлетающимися.

"Я подумал, вау, - сказал Погосян, - это может указывать нам на реальное присутствие [магнитных полей]. Поэтому я сразу же написал Карстену.” Эти двое встретились в Монпелье в феврале, как раз перед закрытием тюрьмы. Их расчеты показали, что, действительно, количество первичного магнетизма, необходимого для решения проблемы хаббловского натяжения, также согласуется с наблюдениями блазара и предполагаемым размером начальных полей, необходимых для роста огромных магнитных полей, охватывающих скопления галактик и нити накала. “Значит, все это как-то сходится, - сказал Погосян, - если это окажется правдой.”