Teoria elektromagnetike për shpirtin e universit

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 16:16

“Në vitin 1945, sipas kohës lokale, një specie primitive primatësh para-inteligjente në planetin Tokë shpërtheu pajisjen e parë termonukleare., të cilën racat më mistike e quajnë "trupi i Zotit".

Menjëherë pas kësaj, forcat sekrete të përfaqësuesve të racave inteligjente u dërguan në Tokë për të monitoruar situatën dhe për të parandaluar shkatërrimin e mëtejshëm elektromagnetik të rrjetit universal

Hyrja në thonjëza duket si një komplot për fantashkencë, por pikërisht ky është përfundimi që mund të nxirret pas leximit të këtij artikulli shkencor. Prania e këtij rrjeti që përshkon të gjithë Universin mund të shpjegojë shumë - për shembull, fenomenin e UFO-ve, pakapshmërinë dhe padukshmërinë e tyre, mundësi të pabesueshme, dhe përveç kësaj, në mënyrë indirekte, kjo teori e "trupit të Zotit" na jep një konfirmim të vërtetë se ekziston jeta pas vdekjes.

Jemi në fazën fillestare të zhvillimit dhe në fakt jemi "qenie para-inteligjente" dhe kush e di nëse mund të gjejmë forcën për t'u bërë një racë vërtet inteligjente.

Astronomët kanë zbuluar se fushat magnetike përshkojnë pjesën më të madhe të kozmosit. Linjat e fushës magnetike latente shtrihen për miliona vite dritë në të gjithë universin.

Sa herë që astronomët gjejnë një mënyrë të re për të kërkuar fusha magnetike në rajone gjithnjë e më të largëta të hapësirës, ata i gjejnë ato në mënyrë të pashpjegueshme.

Këto fusha të forcës janë të njëjtat entitete që rrethojnë Tokën, Diellin dhe të gjitha galaktikat. Njëzet vjet më parë, astronomët filluan të zbulonin magnetizmin që përshkonte grupime të tëra galaktikash, duke përfshirë hapësirën midis njërës galaktikë dhe galaksisë tjetër. Linjat e padukshme të fushës përshkojnë hapësirën ndërgalaktike.

Vitin e kaluar, astronomët më në fund arritën të eksplorojnë një rajon shumë më të hollë të hapësirës - hapësirën midis grupimeve të galaktikave. Atje ata zbuluan fushën magnetike më të madhe: 10 milionë vite dritë hapësirë të magnetizuar, që përfshin të gjithë gjatësinë e këtij "filamenti" të rrjetës kozmike. Një filament i dytë i magnetizuar tashmë është parë diku tjetër në hapësirë duke përdorur të njëjtat teknika. "Ne po shikojmë vetëm majën e ajsbergut, ndoshta," tha Federica Govoni nga Instituti Kombëtar i Astrofizikës në Cagliari, Itali, i cili udhëhoqi zbulimin e parë.

Shtrohet pyetja: nga erdhën këto fusha të mëdha magnetike?

"Natyrisht që nuk mund të lidhet me aktivitetin e galaktikave individuale ose me shpërthime individuale ose, nuk e di, me erërat nga supernova," tha Franco Vazza, një astrofizikan në Universitetin e Bolonjës, i cili bën simulime kompjuterike moderne të fushave magnetike kozmike. kjo."

Një mundësi është që magnetizmi kozmik është primar, duke gjurmuar deri në lindjen e universit. Në këtë rast, magnetizmi i dobët duhet të ekzistojë kudo, madje edhe në "boshllëqet" e rrjetës kozmike - rajonet më të errëta, më të zbrazëta të Universit. Magnetizmi i gjithëpranishëm do të mbillte fusha më të forta që lulëzuan në galaktika dhe grupime.

Magnetizmi parësor mund të ndihmojë gjithashtu në zgjidhjen e një enigme tjetër kozmologjike të njohur si stresi Hubble - ndoshta tema më e nxehtë në kozmologji.

Problemi që qëndron në themel të tensionit të Hubble është se universi duket se po zgjerohet dukshëm më shpejt sesa pritej nga përbërësit e tij të njohur. Në një artikull të botuar në internet në prill dhe të rishikuar në lidhje me Letrat e Rishikimit Fizik, kozmologët Karsten Jedamzik dhe Levon Poghosyan argumentojnë se fushat e dobëta magnetike në universin e hershëm do të çojnë në shpejtësinë më të shpejtë të zgjerimit kozmik që shihet sot.

Magnetizmi primitiv e lehtëson tensionin e Hubble aq lehtë sa që artikulli i Jedamzik dhe Poghosyan tërhoqi menjëherë vëmendjen. "Ky është një artikull dhe një ide e shkëlqyer," tha Mark Kamionkowski, një kozmolog teorik në Universitetin Johns Hopkins i cili ka propozuar zgjidhje të tjera për tensionin e Hubble.

Kamenkovsky dhe të tjerë thonë se nevojiten më shumë teste për të siguruar që magnetizmi i hershëm të mos ngatërrojë llogaritjet e tjera kozmologjike. Dhe edhe nëse kjo ide funksionon në letër, studiuesit do të duhet të gjejnë prova bindëse për magnetizmin primordial për t'u siguruar se ishte agjenti që mungonte që i dha formë universit.

Megjithatë, gjatë gjithë këtyre viteve të bisedës për tensionin e Hubble, është ndoshta e çuditshme që askush nuk e ka marrë parasysh magnetizmin më parë. Sipas Poghosyan, i cili është profesor në Universitetin Simon Fraser në Kanada, shumica e kozmologëve vështirë se mendojnë për magnetizmin. "Të gjithë e dinë se ky është një nga ato misteret e mëdha," tha ai. Por për dekada, nuk ka pasur asnjë mënyrë për të treguar nëse magnetizmi është me të vërtetë i kudondodhur dhe për këtë arsye komponenti kryesor i kozmosit, kështu që kozmologët kryesisht nuk i kushtojnë vëmendje.

Ndërkohë, astrofizikanët vazhduan të mblidhnin të dhëna. Pesha e provave bëri që shumica prej tyre të dyshojnë se magnetizmi është vërtet i pranishëm kudo.

Shpirti magnetik i universit

Në vitin 1600, shkencëtari anglez William Gilbert, duke studiuar depozitat minerale - shkëmbinj të magnetizuar natyrshëm që njerëzit kanë krijuar në busulla për mijëvjeçarë - arriti në përfundimin se forca e tyre magnetike "imiton shpirtin". "Ai supozoi saktë se vetë Toka është." një magnet i madh. "dhe se shtyllat magnetike" shikojnë drejt poleve të Tokës."

Fushat magnetike krijohen sa herë që rrjedh një ngarkesë elektrike. Fusha e Tokës, për shembull, vjen nga "dinamo" e saj e brendshme - një rrymë hekuri të lëngshëm, që vlon në thelbin e saj. Fushat e magneteve të frigoriferit dhe kolonave magnetike vijnë nga elektronet që rrotullohen rreth atomeve të tyre përbërëse.

Megjithatë, sapo një fushë magnetike "farë" del nga grimcat e ngarkuara në lëvizje, ajo mund të bëhet më e madhe dhe më e fortë nëse me të kombinohen fusha më të dobëta. Magnetizmi "është paksa si një organizëm i gjallë," tha Torsten Enslin, një astrofizikan teorik. në Institutin e Astrofizikës Max Planck në Garching, Gjermani - sepse fushat magnetike prekin çdo burim të lirë energjie që ata mund të mbajnë dhe të rriten. Ata mund të përhapen dhe të ndikojnë në zona të tjera me praninë e tyre, ku edhe rriten.”

Ruth Durer, një kozmologe teorike në Universitetin e Gjenevës, shpjegoi se magnetizmi është e vetmja forcë tjetër përveç gravitetit që mund të formësojë strukturën në shkallë të gjerë të kozmosit, sepse vetëm magnetizmi dhe graviteti mund t'ju "arrijnë" në distanca të mëdha. Energjia elektrike, nga ana tjetër, është lokale dhe jetëshkurtër, pasi ngarkesat pozitive dhe negative në çdo rajon do të neutralizohen në tërësi. Por ju nuk mund të anuloni fushat magnetike; ato priren të palosen dhe të mbijetojnë.

Megjithatë, me gjithë fuqinë e tyre, këto fusha të forcës kanë profile të ulëta. Ato janë jomateriale dhe perceptohen vetëm kur veprojnë për gjëra të tjera.“Nuk mund të fotografosh thjesht një fushë magnetike; nuk funksionon në këtë mënyrë, tha Reinu Van Veren, një astronom në Universitetin Leiden i cili ishte i përfshirë në zbulimin e fundit të fijeve të magnetizuara.

Në një punim vitin e kaluar, Wang Veren dhe 28 bashkëautorë hipotezuan një fushë magnetike në filamentin midis grupimeve të galaktikave Abell 399 dhe Abell 401 nga mënyra se si fusha ridrejton elektronet me shpejtësi të lartë dhe grimcat e tjera të ngarkuara që kalojnë nëpër të. Ndërsa trajektoret e tyre rrotullohen në fushë, këto grimca të ngarkuara lëshojnë "rrezatim sinkrotron" të dobët.

Sinjali sinkrotron është më i fortë në frekuenca të ulëta radio, duke e bërë atë gati për zbulim me LOFAR, një grup prej 20,000 antenash radio me frekuencë të ulët të shpërndara në të gjithë Evropën.

Ekipi në fakt mblodhi të dhëna nga filamenti në vitin 2014 për një copë tetë orëshe, por të dhënat mbetën në pritje ndërsa komuniteti i radioastronomisë kaloi vite duke kuptuar se si të përmirësonte kalibrimin e matjeve të LOFAR. Atmosfera e Tokës thyen valët e radios që kalojnë nëpër të, kështu që LOFAR e shikon hapësirën sikur nga fundi i një pishine. Studiuesit e zgjidhën problemin duke gjurmuar luhatjet e "fenerëve" në qiell - emetuesit e radios me vendndodhje saktësisht të njohura - dhe korrigjuan luhatjet për të zhbllokuar të gjitha të dhënat. Kur aplikuan algoritmin e zbërthimit në të dhënat e filamentit, ata panë menjëherë shkëlqimin e rrezatimit sinkrotron.

Filamenti duket i magnetizuar kudo, jo vetëm pranë grupimeve të galaktikave që lëvizin drejt njëri-tjetrit nga të dy skajet. Studiuesit shpresojnë se grupi i të dhënave 50-orëshe që po analizojnë aktualisht do të zbulojë më shumë detaje. Kohët e fundit, vëzhgime shtesë kanë gjetur fusha magnetike që përhapen përgjatë gjithë gjatësisë së filamentit të dytë. Studiuesit planifikojnë ta publikojnë këtë punë së shpejti.

Prania e fushave të mëdha magnetike në të paktën këto dy fije jep informacion të ri të rëndësishëm. "Kjo shkaktoi mjaft aktivitet," tha Wang Veren, "sepse ne tani e dimë se fushat magnetike janë relativisht të forta."

Dritë nëpër zbrazëti

Nëse këto fusha magnetike kanë origjinën në universin e foshnjës, lind pyetja: si? "Njerëzit kanë menduar për këtë çështje për një kohë të gjatë," tha Tanmai Vachaspati nga Universiteti Shtetëror i Arizonës.

Në vitin 1991, Vachaspati sugjeroi se fushat magnetike mund të kishin lindur gjatë një tranzicioni të fazës së dobët - momenti, një pjesë e sekondës pas Big Bengut, kur forcat elektromagnetike dhe ato të dobëta bërthamore u bënë të dallueshme. Të tjerë kanë sugjeruar se magnetizmi u materializua mikrosekonda më vonë kur u formuan protonet. Ose menjëherë pas kësaj: astrofizikani i ndjerë Ted Harrison argumentoi në teorinë më të hershme primitive të magnetogjenezës në vitin 1973 se një plazmë e turbullt e protoneve dhe elektroneve mund të ketë shkaktuar shfaqjen e fushave të para magnetike. Megjithatë të tjerë kanë sugjeruar se kjo hapësirë ishte magnetizuar edhe para gjithë kësaj, gjatë inflacionit kozmik - një zgjerim shpërthyes i hapësirës që supozohet se u hodh lart - nisi vetë Big Bengun. Është gjithashtu e mundur që kjo të mos ndodhë derisa strukturat u rritën një miliard vjet më vonë.

Mënyra për të testuar teoritë e magnetogjenezës është studimi i strukturës së fushave magnetike në rajonet më të pacenuara të hapësirës ndërgalaktike, siç janë pjesët e qeta të filamenteve dhe akoma më shumë zbrazëtira. Disa detaje - për shembull, nëse linjat e fushës janë të lëmuara, spirale ose "të lakuara në të gjitha drejtimet, si një top fije ose diçka tjetër" (sipas Vachaspati), dhe si ndryshon fotografia në vende të ndryshme dhe në shkallë të ndryshme - bartin informacion të pasur që mund të krahasohet me teorinë dhe modelimin. Për shembull, nëse fushat magnetike janë krijuar gjatë një tranzicioni të fazës së dobët, siç sugjerohet nga Vachaspati, atëherë linjat e forcës që rezultojnë duhet të jenë spirale, "si një tapash", tha ai.

Kapja është se është e vështirë të zbulohen fushat e forcës që nuk kanë asgjë për të shtypur.

Një metodë, e nisur nga shkencëtari anglez Michael Faraday në vitin 1845, zbulon një fushë magnetike nga mënyra se si ajo rrotullon drejtimin e polarizimit të dritës që kalon nëpër të. Sasia e "rrotullimit të Faraday" varet nga forca e fushës magnetike dhe frekuenca e dritës. Kështu, duke matur polarizimin në frekuenca të ndryshme, mund të konkludoni forcën e magnetizmit përgjatë vijës së shikimit. "Nëse e bëni atë nga vende të ndryshme, mund të bëni një hartë 3D," tha Enslin.

Studiuesit kanë filluar të bëjnë matje të përafërta të rrotullimit të Faradeit me LOFAR, por teleskopi e ka të vështirë të zgjedhë një sinjal jashtëzakonisht të dobët. Valentina Vacca, një astronome dhe kolege e Govoni në Institutin Kombëtar të Astrofizikës, zhvilloi një algoritëm disa vite më parë për të përpunuar statistikisht sinjale të imta rrotullimi Faraday duke shtuar së bashku shumë dimensione të hapësirave boshe. "Në thelb, kjo mund të përdoret për zbrazëti," tha Wakka.

Por metoda e Faradeit do të fillojë me të vërtetë kur radioteleskopi i gjeneratës së ardhshme, një projekt gjigant ndërkombëtar i quajtur "një grup kilometrash katrorë", të lëshohet në 2027. "SKA duhet të krijojë një rrjet fantastik Faraday," tha Enslin.

Deri më tani, e vetmja dëshmi e magnetizmit në zbrazëti është se vëzhguesit nuk mund të shohin kur shikojnë objektet e quajtura blazare të vendosura prapa zbrazëtirave.

Blazarët janë rreze të ndritshme rrezesh gama dhe burime të tjera energjike të dritës dhe materies, të fuqizuara nga vrimat e zeza supermasive. Kur rrezet gama udhëtojnë nëpër hapësirë, ato ndonjëherë përplasen me mikrovalët e lashtë, duke rezultuar në një elektron dhe një pozitron. Këto grimca më pas fërshëllejnë dhe kthehen në rreze gama me energji të ulët.

Por nëse drita e një blazar kalon nëpër një zbrazëti të magnetizuar, atëherë rrezet gama me energji të ulët do të duken se mungojnë, arsyetuan Andrei Neronov dhe Yevgeny Vovk nga Observatori i Gjenevës në 2010. Fusha magnetike do të devijojë elektronet dhe pozitronet nga vija e shikimit. Kur ato zbërthehen në rreze gama me energji të ulët, ato rreze gama nuk do të drejtohen drejt nesh.

Në të vërtetë, kur Neronov dhe Vovk analizuan të dhënat nga një blazar me vendndodhje të përshtatshme, ata panë rrezet e tij gama me energji të lartë, por jo sinjalin e rrezeve gama me energji të ulët. "Është mungesë e një sinjali, që është një sinjal," tha Vachaspati.

Mungesa e sinjalit nuk ka gjasa të jetë një armë duhanpirëse dhe janë propozuar shpjegime alternative për rrezet gama që mungojnë. Sidoqoftë, vëzhgimet e mëvonshme tregojnë gjithnjë e më shumë hipotezën e Neronov dhe Vovk se zbrazëtitë janë magnetizuar. “Ky është mendimi i shumicës”, tha Dürer. Më bindshëm, në vitin 2015, një ekip mbivendosi shumë dimensione blazare pas zbrazëtirave dhe arriti të ngacmojë aureolën e zbehtë të rrezeve gama me energji të ulët rreth xhaketave. Efekti është pikërisht ai që do të pritej nëse grimcat do të shpërndaheshin nga fusha magnetike të dobëta - duke matur vetëm rreth një të miliontën e një trilioni aq të fortë sa një magnet i frigoriferit.

Misteri më i madh i kozmologjisë

Është e habitshme që kjo sasi e magnetizmit primordial mund të jetë pikërisht ajo që nevojitet për të zgjidhur stresin e Hubble - problemin e zgjerimit çuditërisht të shpejtë të universit.

Këtë e kuptoi Poghosyan kur pa simulimet kompjuterike të fundit të Carsten Jedamzik nga Universiteti i Montpellier në Francë dhe kolegëve të tij. Studiuesit shtuan fusha magnetike të dobëta në një univers të ri të simuluar të mbushur me plazmë dhe zbuluan se protonet dhe elektronet në plazmë fluturuan përgjatë vijave të fushës magnetike dhe grumbulloheshin në zonat me fuqinë më të dobët të fushës. Ky efekt grumbullimi bëri që protonet dhe elektronet të kombinoheshin për të formuar hidrogjen - një ndryshim i hershëm i fazës i njohur si rikombinim - më herët se sa mund të kishin ndryshe.

Poghosyan, duke lexuar artikullin e Jedamzik, kuptoi se kjo mund të lehtësonte tensionin e Hubble. Kozmologët po llogaritin se sa shpejt duhet të zgjerohet hapësira sot duke vëzhguar dritën e lashtë të emetuar gjatë rikombinimit. Drita zbulon një univers të ri, të mbushur me bloza që janë formuar nga valët e zërit që spërkasin rreth e rrotull në plazmën primitive. Nëse rikombinimi do të ndodhte më herët se sa pritej për shkak të efektit të trashjes së fushave magnetike, atëherë valët e zërit nuk mund të përhapeshin aq larg, dhe pikat që do të rezultonin do të ishin më të vogla. Kjo do të thotë se njollat që shohim në qiell që nga rikombinimi duhet të jenë më afër nesh sesa supozuan studiuesit. Drita që dilte nga tufat duhej të kalonte një distancë më të shkurtër për të arritur tek ne, që do të thotë se drita duhej të udhëtonte nëpër hapësirën që zgjerohej më shpejt. “Është si të përpiqesh të vraposh në një sipërfaqe që zgjerohet; ju kaloni një distancë më të shkurtër, - tha Poghosyan.

Rezultati është se pikat më të vogla nënkuptojnë një shpejtësi më të lartë të vlerësuar të zgjerimit kozmik, gjë që e afron shpejtësinë e vlerësuar shumë më afër matjes së sa shpejt duket se supernova dhe objekte të tjera astronomike po fluturojnë larg.

"Mendova, uau," tha Poghosyan, "kjo mund të tregojë për ne praninë e vërtetë të [fushave magnetike]. Kështu që menjëherë i shkrova Carsten." Të dy u takuan në Montpellier në shkurt, pak para mbylljes së burgut, dhe llogaritjet e tyre treguan se, në të vërtetë, sasia e magnetizmit parësor që nevojitet për të zgjidhur problemin e tensionit të Hubble është gjithashtu në përputhje me vëzhgimet e blazarit dhe madhësinë e supozuar të fushave fillestare. nevojiten për të rritur fusha të mëdha magnetike, duke mbuluar grupime galaktikash dhe filamente. "Pra, të gjitha konvergojnë disi," tha Poghosyan, "nëse rezulton e vërtetë."