Elektromagnetisk teori om universums själ

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

"1945, lokal tid, detonerade en primitiv art av förintelligenta primater på planeten jorden den första termonukleära enheten., som de mer mystiska raserna kallar "Guds kropp."

Strax efter skickades hemliga styrkor av representanter för intelligenta raser till jorden för att övervaka situationen och förhindra ytterligare elektromagnetisk förstörelse av det universella nätverket."

Inledningen inom citattecken ser ut som en intrig för science fiction, men det är precis den slutsatsen man kan dra efter att ha läst den här vetenskapliga artikeln. Närvaron av detta nätverk som genomsyrar hela universum kan förklara mycket - till exempel UFO-fenomenet, deras svårfångade och osynliga, otroliga möjligheter, och dessutom, indirekt, ger denna teori om "Guds kropp" oss verklig bekräftelse på att det finns livet efter döden.

Vi är i det allra första utvecklingsstadiet och i själva verket är vi "förintelligenta varelser" och vem vet om vi kan hitta styrkan att bli en verkligt intelligent ras.

Astronomer har funnit att magnetfält genomsyrar större delen av kosmos. Latenta magnetfältslinjer sträcker sig i miljontals ljusår över hela universum.

Varje gång astronomer kommer på ett nytt sätt att söka efter magnetiska fält i allt mer avlägsna områden i rymden, hittar de dem på ett oförklarligt sätt.

Dessa kraftfält är samma enheter som omger jorden, solen och alla galaxer. För tjugo år sedan började astronomer upptäcka magnetism som genomsyrade hela galaxhopar, inklusive utrymmet mellan en galax och nästa. Osynliga fältlinjer sveper genom det intergalaktiska rymden.

Förra året lyckades astronomerna äntligen utforska ett mycket tunnare område i rymden - utrymmet mellan galaxhopar. Där upptäckte de det största magnetfältet: 10 miljoner ljusår av magnetiserat rymd, som sträcker sig över hela längden av denna "glödtråd" av den kosmiska webben. En andra magnetiserad filament har redan setts någon annanstans i rymden med samma teknik. "Vi tittar bara på toppen av isberget, förmodligen," sa Federica Govoni från National Institute of Astrophysics i Cagliari, Italien, som ledde den första upptäckten.

Frågan uppstår: var kom dessa enorma magnetfält ifrån?

"Det kan helt klart inte relateras till aktiviteten hos enskilda galaxer eller individuella explosioner eller, jag vet inte, vindar från supernovor", säger Franco Vazza, en astrofysiker vid universitetet i Bologna som gör moderna datorsimuleringar av kosmiska magnetfält. detta."

En möjlighet är att kosmisk magnetism är primär, spårar ända tillbaka till universums födelse. I det här fallet borde svag magnetism finnas överallt, även i "tomrummen" i det kosmiska nätet - de mörkaste, mest tomma områdena i universum. Allestädes närvarande magnetism skulle så starkare fält som blomstrade i galaxer och kluster.

Primär magnetism kan också hjälpa till att lösa ett annat kosmologiskt pussel känt som Hubble-stressen - utan tvekan det hetaste ämnet inom kosmologi.

Problemet bakom Hubble-spänningen är att universum verkar expandera betydligt snabbare än förväntat från dess kända komponenter. I en artikel som publicerades online i april och granskades i samband med Physical Review Letters, hävdar kosmologerna Karsten Jedamzik och Levon Poghosyan att svaga magnetfält i det tidiga universum kommer att leda till den snabbare hastigheten av kosmisk expansion som man ser idag.

Primitiv magnetism lindrar Hubbles spänning så lätt att artikeln av Jedamzik och Poghosyan omedelbart väckte uppmärksamhet. "Det här är en fantastisk artikel och en idé", säger Mark Kamionkowski, en teoretisk kosmolog vid Johns Hopkins University som har föreslagit andra lösningar på Hubble-spänningen.

Kamenkovsky och andra säger att fler tester behövs för att säkerställa att tidig magnetism inte förvirrar andra kosmologiska beräkningar. Och även om denna idé fungerar på papper, kommer forskare att behöva hitta övertygande bevis för primordial magnetism för att vara säkra på att det var den frånvarande agenten som formade universum.

Men i alla dessa år av prat om Hubble-spänning är det kanske konstigt att ingen har tänkt på magnetism tidigare. Enligt Poghosyan, som är professor vid Simon Fraser University i Kanada, tänker de flesta kosmologer knappt på magnetism. "Alla vet att detta är ett av de stora mysterierna," sa han. Men i årtionden har det inte funnits något sätt att avgöra om magnetism verkligen är allestädes närvarande och därför den primära komponenten i kosmos, så kosmologer har i stort sett slutat uppmärksamma.

Under tiden fortsatte astrofysiker att samla in data. Tyngden av bevisen fick de flesta av dem att misstänka att magnetism verkligen finns överallt.

Universums magnetiska själ

År 1600 drog den engelske forskaren William Gilbert, som studerade mineralfyndigheter - naturligt magnetiserade stenar som människor har skapat i kompasser i årtusenden - slutsatsen att deras magnetiska kraft "imiterar själen." "Han antog korrekt att jorden själv är." en stor magnet, "och att de magnetiska pelarna" ser mot jordens poler."

Magnetiska fält genereras varje gång en elektrisk laddning flyter. Jordens fält, till exempel, kommer från dess inre "dynamo" - en ström av flytande järn, sjudande i dess kärna. Fälten hos kylskåpsmagneter och magnetiska kolumner kommer från elektroner som kretsar kring deras ingående atomer.

Men så fort ett "frö"-magnetfält kommer fram från laddade partiklar i rörelse kan det bli större och starkare om svagare fält kombineras med det. Magnetism "är lite som en levande organism", säger Torsten Enslin, teoretisk astrofysiker vid Institute of Astrophysics Max Planck i Garching, Tyskland - eftersom magnetfält utnyttjar varje fri energikälla som de kan hålla fast vid och växa från. De kan sprida och påverka andra områden genom sin närvaro, där de också växer.”

Ruth Durer, en teoretisk kosmolog vid universitetet i Genève, förklarade att magnetism är den enda kraften förutom gravitationen som kan forma den storskaliga strukturen i kosmos, eftersom endast magnetism och gravitation kan "nå dig" över stora avstånd. El, å andra sidan, är lokal och kortlivad, eftersom de positiva och negativa laddningarna i vilken region som helst kommer att neutraliseras som helhet. Men du kan inte avbryta magnetfält; de tenderar att vika sig och överleva.

Men trots allt har dessa kraftfält låga profiler. De är immateriella och uppfattas först när de agerar på andra saker.”Man kan inte bara fotografera ett magnetfält; det fungerar inte så, säger Reinu Van Veren, en astronom vid Leiden University som var involverad i den senaste upptäckten av magnetiserade filament.

I en tidning förra året antog Wang Veren och 28 medförfattare ett magnetfält i glödtråden mellan galaxhoparna Abell 399 och Abell 401 genom hur fältet omdirigerar höghastighetselektroner och andra laddade partiklar som passerar genom det. När deras banor vrids i fältet sänder dessa laddade partiklar ut svag "synkrotronstrålning".

Synkrotronsignalen är starkast vid låga radiofrekvenser, vilket gör den redo för detektering med LOFAR, en uppsättning av 20 000 lågfrekventa radioantenner utspridda över Europa.

Teamet samlade faktiskt in data från glödtråden redan 2014 under en åtta timmar lång bit, men uppgifterna höll på att vänta när radioastronomigemenskapen tillbringade åratal med att ta reda på hur man skulle förbättra kalibreringen av LOFARs mätningar. Jordens atmosfär bryter radiovågor som passerar genom den, så LOFAR ser rymden som från botten av en pool. Forskarna löste problemet genom att spåra fluktuationerna för "fyrarna" på himlen - radiosändare med exakt kända platser - och korrigera fluktuationerna för att avblockera all data. När de tillämpade suddighetsalgoritmen på glödtrådens data såg de omedelbart synkrotronstrålningen glöda.

Filamentet ser magnetiserat ut överallt, inte bara nära galaxhopar som rör sig mot varandra från båda ändarna. Forskarna hoppas att den 50-timmarsdatauppsättning som de för närvarande analyserar kommer att avslöja mer detaljer. Nyligen har ytterligare observationer funnit magnetiska fält som fortplantar sig längs hela längden av den andra glödtråden. Forskarna planerar att publicera detta arbete snart.

Närvaron av enorma magnetfält i åtminstone dessa två strängar ger viktig ny information. "Det orsakade ganska mycket aktivitet", sa Wang Veren, "eftersom vi nu vet att magnetfälten är relativt starka."

Ljus genom tomrummet

Om dessa magnetfält har sitt ursprung i spädbarnsuniversum, uppstår frågan: hur? "Folk har tänkt på den här frågan under en lång tid", säger Tanmai Vachaspati vid Arizona State University.

1991 föreslog Vachaspati att magnetfält kunde ha uppstått under en elektrosvag fasövergång - ögonblicket, en bråkdel av en sekund efter Big Bang, då elektromagnetiska och svaga kärnkrafter blev urskiljbara. Andra har föreslagit att magnetism materialiserades mikrosekunder senare när protoner bildades. Eller kort därefter: den bortgångne astrofysikern Ted Harrison hävdade i den tidigaste urteorin om magnetogenes 1973 att ett turbulent plasma av protoner och elektroner kan ha orsakat att de första magnetfälten uppträdde. Ännu andra har föreslagit att detta utrymme hade blivit magnetiserat redan innan allt detta, under kosmisk inflation - en explosiv expansion av rymden som förmodligen hoppade upp - startade själva Big Bang. Det är också möjligt att detta inte hände förrän strukturerna växte en miljard år senare.

Sättet att testa teorierna om magnetogenes är att studera strukturen av magnetiska fält i de mest orörda områdena i det intergalaktiska rymden, såsom tysta delar av filament och ännu fler tomma tomrum. Vissa detaljer - till exempel om fältlinjerna är släta, spiralformade eller "böjda i alla riktningar, som ett garnnystan eller något annat" (enligt Vachaspati), och hur bilden förändras på olika platser och i olika skalor - bära rik information som kan jämföras med teori och modellering. Till exempel, om magnetfält skapades under en elektrosvag fasövergång, som föreslagits av Vachaspati, bör de resulterande kraftlinjerna vara spiralformade, "som en korkskruv", sa han.

Haken är att det är svårt att upptäcka kraftfält som inte har något att trycka på.

En metod, banad av den engelske forskaren Michael Faraday redan 1845, upptäcker ett magnetfält genom hur det roterar polarisationsriktningen för ljus som passerar genom det. Mängden "Faraday-rotation" beror på styrkan på magnetfältet och ljusets frekvens. Genom att mäta polariseringen vid olika frekvenser kan man alltså sluta sig till magnetismens styrka längs siktlinjen. "Om du gör det från olika platser kan du göra en 3D-karta," sa Enslin.

Forskare har börjat göra grova mätningar av Faradays rotation med LOFAR, men teleskopet har problem med att plocka fram en extremt svag signal. Valentina Vacca, en astronom och kollega till Govoni vid National Institute of Astrophysics, utvecklade för några år sedan en algoritm för att statistiskt bearbeta fina Faraday-rotationssignaler genom att lägga ihop många dimensioner av tomma utrymmen. "I grund och botten kan detta användas för tomrum," sa Wakka.

Men Faradays metod kommer verkligen att ta fart när nästa generations radioteleskop, ett gigantiskt internationellt projekt som kallas en "array av kvadratkilometer", lanseras 2027. "SKA måste skapa ett fantastiskt Faraday-nät," sa Enslin.

Hittills är det enda beviset på magnetism i tomrummen att observatörer inte kan se när de tittar på föremål som kallas blazarer som ligger bakom tomrummen.

Blazarer är ljusa strålar av gammastrålar och andra energikällor av ljus och materia, som drivs av supermassiva svarta hål. När gammastrålar färdas genom rymden kolliderar de ibland med uråldriga mikrovågor, vilket resulterar i en elektron och en positron. Dessa partiklar väser sedan och förvandlas till lågenergigammastrålar.

Men om ljuset från en blazar passerar genom ett magnetiserat tomrum, kommer lågenergigammastrålar att tyckas vara frånvarande, resonerade Andrei Neronov och Yevgeny Vovk från Genève-observatoriet 2010. Magnetfältet kommer att avleda elektroner och positroner från siktlinjen. När de sönderfaller till lågenergi-gammastrålar, kommer dessa gammastrålar inte att riktas mot oss.

Faktum är att när Neronov och Vovk analyserade data från en lämpligt placerad blazar såg de dess högenergiska gammastrålar, men inte lågenergisignalen gammastrålning. "Det är en brist på en signal, vilket är en signal," sa Vachaspati.

Bristen på signal är osannolikt ett rykande vapen, och alternativa förklaringar till de saknade gammastrålarna har föreslagits. Efterföljande observationer pekar dock alltmer på Neronovs och Vovks hypotes att tomrummen är magnetiserade. Detta är majoritetens åsikt, - sa Dürer. Mest övertygande var att 2015 lade ett lag många dimensioner av blazarer bakom tomrum och lyckades reta den svaga gloria av lågenergigammastrålar runt blazrarna. Effekten är precis vad man skulle förvänta sig om partiklarna spreds av svaga magnetfält – som bara mäter ungefär en miljondels biljon så stark som en kylskåpsmagnet.

Kosmologins största mysterium

Det är slående att denna mängd urmagnetism kan vara precis vad som behövs för att lösa Hubble-stressen - problemet med universums förvånansvärt snabba expansion.

Detta insåg Poghosyan när han såg de senaste datorsimuleringarna av Carsten Jedamzik från universitetet i Montpellier i Frankrike och hans kollegor. Forskarna lade till svaga magnetfält till ett simulerat, plasmafyllt ungt universum och fann att protoner och elektroner i plasman flög längs magnetfältslinjer och ackumulerades i områden med svagast fältstyrka. Denna klumpningseffekt fick protonerna och elektronerna att kombineras för att bilda väte - en tidig fasförändring som kallas rekombination - tidigare än de annars skulle ha gjort.

Poghosyan, som läste Jedamziks artikel, insåg att detta kunde lindra Hubbles spänning. Kosmologer beräknar hur snabbt rymden bör expandera idag genom att observera det gamla ljuset som sänds ut under rekombination. Ljuset avslöjar ett ungt universum prickat med blobbar som bildades av ljudvågor som plaskade runt i urplasman. Om rekombinationen inträffade tidigare än förväntat på grund av effekten av förtjockning av magnetfälten, kunde ljudvågorna inte fortplanta sig så långt framåt, och de resulterande dropparna skulle bli mindre. Det betyder att de fläckar vi ser på himlen sedan rekombination borde vara närmare oss än vad forskarna antog. Ljuset som strömmade ut från klumparna var tvungna att resa en kortare sträcka för att nå oss, vilket innebär att ljuset måste färdas genom ett snabbare expanderande utrymme.”Det är som att försöka springa på en expanderande yta; du täcker en kortare sträcka, - sa Poghosyan.

Resultatet är att mindre droppar innebär en högre uppskattad hastighet av kosmisk expansion, vilket för den uppskattade hastigheten mycket närmare att mäta hur snabbt supernovor och andra astronomiska objekt faktiskt ser ut att flyga isär.

"Jag tänkte, wow," sa Poghosyan, "det här kan indikera för oss den verkliga närvaron av [magnetiska fält]. Så jag skrev omedelbart till Carsten." De två träffades i Montpellier i februari, precis innan fängelset stängdes, och deras beräkningar visade att mängden primärmagnetism som behövs för att lösa Hubble-spänningsproblemet också överensstämmer med blazarens observationer och den antagna storleken på de initiala fälten behövs för att växa enorma magnetiska fält. som täcker kluster av galaxer och filament. "Så, det hela konvergerar på något sätt", sa Poghosyan, "om det visar sig vara sant."