В перші мілісекунди після народження Всесвіту виникли не лише елементарні частинки і випромінювання, а й магнітне поле. Команда під проводом Інституту астрофізики імені Макса Планка у Гархінгу тепер вирахувала для Всесвіту неподалік від нас, як би це магнітне поле мало виглядати сьогодні – з високою роздільною здатністю у 3D.
Побачити невидиме: небесна карта демонструє силу магнітного поля, визначену для кулі з діаметром 300 мільйонів світлових років. Два регіони з особливо сильними магнітними полями: Надскупчення Персея—Риб (зліва) та Скупчення галактик у сузір'ї Діви (зверху). Зображення: MPI für Astrophysik.
Великий вибух все ще приховує чимало таємниць. Космологи намагаються різними шляхами отримати інформацію про перші моменти нашого Універсуму. Таку можливість надають космічні магнітні поля, які виникли при народженні Всесвіту і донині мали б зберегтися.
Поряд з низкою високоточних механізмів, які придатні для дослідження так званої магнетогенези, є просте плазма-фізичне явище – ефект Гаррісона. Воно могло б породити магнітні поля при Великому вибуху. При цьому через тертя в плазмі раннього Універсуму виникають вихори, які продукують електричний струм, що й створює магнітні поля.
Дізнавшись про тогочасні плазматичні вихори, можна було б детально вирахувати, як ці магнітні поля виникають. Якби до того ж знати, як відтоді рухалася плазма, можна й визначити, як ці магнітні поля поводилися б сьогодні.
Необхідна для цього інформація ховається в тому, як розподілені галактики навколо нас, адже вони стали результатом руху матерії у часи раннього Всесвіту.
Сьогодні ми дуже добре знаємо закони, які привели до виникнення галактики. Це дає нам змогу на підставі розташування галактик осмислити еволюцію розподілу матерії з часів раннього Всесвіту й донині. З цією інформацією можна передбачити магнітні поля, які продукує ефект Гаррісона.
Згідно з цією логікою міжнародна команда під керівництвом Інституту астрофізики імені Макса Планка в Гархінгу вирахувала сучасні залишки оригінальних (примордіальних) магнітних полів для наших космічних сусідів.
Для цього вчені спочатку дослідили розподіл галактик в нашому оточенні та підрахували розподіл матерії під час Великого вибуху. Вони взяли до уваги ефект Гаррісона та прослідкували створені тоді поля донині. Так науковці змогли передбачити структуру та морфологію примордіального магнітного поля на відстані 300 мільйонів світлових років.
На жаль, теорію неможливо перевірити на практиці: вирахувані магнітні поля у 27 разів менші, ніж земне, тобто вони розташовані далеко під актуальним порогом вимірювань. Проте точні передбачення про структуру магнітного поля засвідчують, наскільки добре ми розуміємо космос та можемо вирахувати делікатні ефекти у ньому.
Крім того, ніхто не знає, яка техніка обрахунків магнітних полів буде доступна через 100 років – Айнштайн також вважав, що гравітаційні хвилі, які він передбачив, були надто слабкі, щоб їх можна було побачити…
mpg.de, 1/04/2018
Зреферувала С.К.
09.04.2018