Космическая паутина хранит секрет: первичные магнитные поля раскрывают тайны Вселенной

Учёные приблизились к разгадке тайны магнитных полей, возникших в первые мгновения после Большого взрыва. Новое исследование, опубликованное в Physical Review Letters, показало, что первичные магнитные поля могли быть в миллиарды раз слабее, чем магнит на дверце холодильника, и сопоставимы с уровнем магнетизма нейронов человеческого мозга. Тем не менее их следы до сих пор прослеживаются в космической паутине, соединяющей галактики.

Загадка космической паутины

Космическая паутина — это огромная сеть нитевидных структур, образованная галактиками и межгалактическим газом. Одна из её тайн заключается в том, что она намагничена не только вблизи галактик, где это можно было бы объяснить активностью звёзд и чёрных дыр, но и в отдалённых пустотах.

"Космическая паутина, о которой предстоит ещё многое узнать, представляет собой нитевидную структуру, соединяющую галактики. Одна из её тайн — почему она намагничена не только вблизи галактик, но и в удалённых регионах… Наша гипотеза заключалась в том, что это может быть наследие событий, произошедших во время рождения Вселенной", — рассказал Мак Павичевич из Международной школы передовых исследований SISSA в Триесте.

По мнению исследователей, магнитизация могла возникнуть либо во время космической инфляции, либо в результате фазовых переходов в ранней Вселенной.

Компьютерные симуляции

Чтобы проверить гипотезу, учёные провели более 250 000 компьютерных симуляций эволюции космической паутины. По словам соавтора исследования, профессора Хартфордширского университета Вида Иршича, это самые масштабные и точные на сегодняшний день расчёты влияния первичных магнитных полей на межгалактические структуры.

"Сравнивая симуляции с наблюдениями, мы увидели, что наши гипотезы были верны. Когда влияние первичных полей учитывается, космическая паутина выглядит более реалистично и соответствует данным", — отметил Мак Павичевич.

Результаты показали: стандартная модель Вселенной, предполагающая очень слабое поле порядка 0,2 наногаусса, лучше всего объясняет наблюдаемые эффекты.

Новый верхний предел

Учёным удалось уточнить и верхний предел силы первичных магнитных полей: он оказался в несколько раз ниже, чем считалось ранее.

"Наше исследование устанавливает строгие ограничения на интенсивность магнитных полей, царивших в самые первые мгновения Вселенной, и согласуется с результатами независимых исследований реликтового излучения", — подчеркнули авторы работы.

Взгляд в будущее

Учёные надеются сверить свои выводы с новыми наблюдениями, которые проводит космический телескоп "Джеймс Уэбб". Это позволит лучше понять роль магнитных полей в формировании космических структур и проверить альтернативные теоретические модели.

"Эти новые ограничения не только помогают нам понять влияние первичных магнитных полей на эволюцию космоса, но и имеют важные последствия для моделей формирования структуры", — добавил Вид Иршич.

Три интересных факта

1. Магнитные поля играют ключевую роль в формировании галактик и звёзд, помогая удерживать газовые облака и замедлять их разрушение.
2. Даже современные телескопы не могут напрямую измерить межгалактические магнитные поля — их существование подтверждается по косвенным данным.
3. Реликтовое излучение, возникшее через 380 тысяч лет после Большого взрыва, до сих пор хранит отпечатки процессов, которые могли породить первичные магнитные поля.