Evrenin ruhu hakkında elektromanyetik teori

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

1945'te, yerel saatle, Dünya gezegenindeki ilkel bir ön-akıllı primat türü, daha mistik ırkların "Tanrı'nın bedeni" dediği ilk termonükleer cihazı patlattı.

Kısa bir süre sonra, durumu izlemek ve evrensel ağın daha fazla elektromanyetik yıkımını önlemek için akıllı ırkların temsilcilerinin gizli kuvvetleri Dünya'ya gönderildi."

Tırnak içindeki giriş, bilim kurgu için bir plan gibi görünüyor, ancak bu bilimsel makaleyi okuduktan sonra çıkarılabilecek sonuç tam olarak bu. Tüm Evrene nüfuz eden bu ağın varlığı birçok şeyi açıklayabilir - örneğin, UFO fenomeni, onların anlaşılması güç ve görünmezliği, inanılmaz olasılıkları ve ayrıca, dolaylı olarak, bu "Tanrı'nın bedeni" teorisi bize, varlığın gerçek bir doğrulamasını verir. Ölümden sonra yaşam.

Gelişimin ilk aşamasındayız ve aslında bizler "ön-zeki varlıklarız" ve kim bilir gerçekten zeki bir ırk olma gücünü bulabilir miyiz?

Gökbilimciler, manyetik alanların kozmosun çoğuna nüfuz ettiğini buldular. Gizli manyetik alan çizgileri, tüm evrende milyonlarca ışıkyılı boyunca uzanır.

Gökbilimciler, uzayın giderek daha uzak bölgelerinde manyetik alanları aramak için her yeni bir yol bulduklarında, onları açıklanamaz bir şekilde buluyorlar.

Bu kuvvet alanları, Dünya'yı, Güneş'i ve tüm galaksileri çevreleyen aynı varlıklardır. Yirmi yıl önce, gökbilimciler, bir gökada ile diğeri arasındaki boşluk da dahil olmak üzere, tüm gökada kümelerine nüfuz eden manyetizmayı tespit etmeye başladılar. Görünmez alan çizgileri galaksiler arası uzayda gezinir.

Geçen yıl, gökbilimciler sonunda çok daha ince bir uzay bölgesini - galaksi kümeleri arasındaki boşluğu - keşfetmeyi başardılar. Orada en büyük manyetik alanı keşfettiler: kozmik ağın bu "filamanının" tüm uzunluğunu kapsayan 10 milyon ışıkyılı manyetize uzay. Aynı teknikleri kullanarak uzayda başka bir yerde ikinci bir manyetize filament görüldü. İlk tespite öncülük eden İtalya, Cagliari'deki Ulusal Astrofizik Enstitüsü'nden Federica Govoni, “Muhtemelen buzdağının sadece görünen ucuna bakıyoruz” dedi.

Soru ortaya çıkıyor: Bu devasa manyetik alanlar nereden geldi?

Bologna Üniversitesi'nden astrofizikçi ve kozmik manyetik alanların modern bilgisayar simülasyonlarını yapan Franco Vazza, "Açıkça bireysel galaksilerin veya bireysel patlamaların ya da bilmiyorum, süpernova rüzgarlarıyla ilgili olamaz" dedi. Bugün nasılsın."

Bir olasılık, kozmik manyetizmanın birincil olması ve evrenin doğuşuna kadar uzanıyor olmasıdır. Bu durumda, evrenin en karanlık, en boş bölgeleri olan kozmik ağın “boşluklarında” bile zayıf manyetizma her yerde mevcut olmalıdır. Her yerde var olan manyetizma, galaksilerde ve kümelerde gelişen daha güçlü alanlar ekecektir.

Birincil manyetizma, Hubble stresi olarak bilinen başka bir kozmolojik bulmacanın çözülmesine de yardımcı olabilir - muhtemelen kozmolojideki en sıcak konu.

Hubble geriliminin altında yatan sorun, evrenin bilinen bileşenlerinden beklenenden çok daha hızlı genişliyor görünmesidir. Nisan ayında çevrimiçi olarak yayınlanan ve Fiziksel İnceleme Mektupları ile birlikte gözden geçirilen bir makalede, kozmologlar Karsten Jedamzik ve Levon Poghosyan, erken evrendeki zayıf manyetik alanların bugün görülen daha hızlı kozmik genişleme oranına yol açacağını savunuyorlar.

İlkel manyetizma, Hubble'ın gerilimini o kadar kolay hafifletiyor ki, Jedamzik ve Poghosyan'ın yazısı hemen dikkat çekti. Hubble gerilimine başka çözümler öneren Johns Hopkins Üniversitesi'nde teorik bir kozmolog olan Mark Kamionkowski, "Bu harika bir makale ve bir fikir" dedi.

Kamenkovsky ve diğerleri, erken manyetizmanın diğer kozmolojik hesaplamaları karıştırmamasını sağlamak için daha fazla teste ihtiyaç olduğunu söylüyor. Ve bu fikir kağıt üzerinde çalışsa bile, araştırmacıların evreni şekillendiren maddenin eksik ajan olduğundan emin olmak için ilkel manyetizma için ikna edici kanıtlar bulmaları gerekecek.

Ancak bunca yıldır Hubble gerilimi hakkında konuşulurken, daha önce kimsenin manyetizmayı düşünmemiş olması belki de tuhaf. Kanada'daki Simon Fraser Üniversitesi'nde profesör olan Poghosyan'a göre, çoğu kozmolog manyetizma hakkında pek düşünmüyor. “Herkes bunun o büyük gizemlerden biri olduğunu biliyor” dedi. Ancak onlarca yıldır, manyetizmanın gerçekten her yerde olup olmadığını ve dolayısıyla kozmosun birincil bileşeni olup olmadığını söylemenin bir yolu yoktu, bu nedenle kozmologlar büyük ölçüde dikkat etmeyi bıraktılar.

Bu arada, astrofizikçiler veri toplamaya devam ettiler. Kanıtların ağırlığı, birçoğunun manyetizmanın gerçekten her yerde mevcut olduğundan şüphelenmesine neden oldu.

Evrenin Manyetik Ruhu

1600'de İngiliz bilim adamı William Gilbert, maden yatakları - insanların binlerce yıldır pusulalarda yarattığı doğal olarak manyetize edilmiş kayalar - manyetik kuvvetlerinin “ruhu taklit ettiği” sonucuna vardı. "ve manyetik sütunların" Dünya'nın kutuplarına baktığını."

Manyetik alanlar, bir elektrik yükü akarken her zaman üretilir. Örneğin, Dünya'nın alanı, içindeki "dinamo"dan gelir - çekirdeğinde kaynayan bir sıvı demir akışı. Buzdolabı mıknatıslarının ve manyetik sütunların alanları, kendilerini oluşturan atomların yörüngesinde dönen elektronlardan gelir.

Bununla birlikte, hareket halindeki yüklü parçacıklardan bir "tohum" manyetik alanı ortaya çıkar çıkmaz, onunla daha zayıf alanlar birleştirilirse daha büyük ve daha güçlü hale gelebilir. Manyetizma, "biraz canlı bir organizma gibidir" diyor teorik bir astrofizikçi olan Torsten Enslin. Almanya, Garching'deki Astrofizik Max Planck Enstitüsü'nde - çünkü manyetik alanlar tutunabilecekleri ve büyüyebilecekleri her serbest enerji kaynağına dokunuyor. Varlıklarıyla diğer alanları da yayabilir ve etkileyebilirler, orada da büyüyebilirler.”

Cenevre Üniversitesi'nde teorik bir kozmolog olan Ruth Durer, manyetizmanın, kozmosun büyük ölçekli yapısını şekillendirebilen yerçekimi dışındaki tek güç olduğunu, çünkü yalnızca manyetizma ve yerçekiminin büyük mesafelerde "size ulaşabileceğini" açıkladı. Elektrik ise herhangi bir bölgedeki pozitif ve negatif yükler bir bütün olarak nötralize edileceğinden yerel ve kısa ömürlüdür. Ama manyetik alanları iptal edemezsiniz; katlanmaya ve hayatta kalmaya eğilimlidirler.

Ancak tüm güçlerine rağmen, bu güç alanları düşük profillere sahiptir. Bunlar önemsizdir ve yalnızca başka şeyler üzerinde hareket ettiklerinde algılanırlar.“Sadece bir manyetik alanı fotoğraflayamazsınız; bu şekilde çalışmıyor, dedi Leiden Üniversitesi'nde son zamanlarda manyetize filamentlerin keşfine katılan bir astronom olan Reinu Van Veren.

Geçen yılki bir makalede, Wang Veren ve 28 ortak yazar, Abell 399 ve Abell 401 gökada kümeleri arasındaki filamentte, alanın içinden geçen yüksek hızlı elektronları ve diğer yüklü parçacıkları nasıl yeniden yönlendirdiğiyle bir manyetik alan hipotezi kurdular. Yörüngeleri sahada dönerken, bu yüklü parçacıklar zayıf "senkrotron radyasyonu" yayar.

Senkrotron sinyali, düşük radyo frekanslarında en güçlüdür ve Avrupa'ya dağılmış 20.000 düşük frekanslı radyo anteni dizisi olan LOFAR ile algılamaya hazır hale getirir.

Ekip aslında filamandan 2014 yılında sekiz saatlik bir yığından veri topladı, ancak radyo astronomi topluluğu LOFAR'ın ölçümlerinin kalibrasyonunun nasıl iyileştirileceğini bulmak için yıllarını harcadıkça veriler beklemeye alındı. Dünya'nın atmosferi, içinden geçen radyo dalgalarını kırar, bu nedenle LOFAR, uzayı bir yüzme havuzunun dibindenmiş gibi görür. Araştırmacılar, gökyüzündeki "işaretlerin" dalgalanmalarını - kesin olarak bilinen konumlara sahip radyo yayıcıları - izleyerek ve tüm verilerin engelini kaldırmak için dalgalanmaları düzelterek sorunu çözdüler. Filament verilerine bulanıklık giderme algoritmasını uyguladıklarında, senkrotron radyasyonunun parladığını hemen gördüler.

Filament, yalnızca her iki uçtan birbirine doğru hareket eden gökada kümelerinin yakınında değil, her yerde manyetize olmuş görünüyor. Araştırmacılar, şu anda analiz ettikleri 50 saatlik veri setinin daha fazla ayrıntı ortaya çıkaracağını umuyorlar. Son zamanlarda, ek gözlemler, ikinci filamentin tüm uzunluğu boyunca yayılan manyetik alanlar buldu. Araştırmacılar bu çalışmayı yakında yayınlamayı planlıyorlar.

En azından bu iki şeritte muazzam manyetik alanların varlığı, önemli yeni bilgiler sağlar. Wang Veren, "Çok fazla aktiviteye neden oldu" dedi, "çünkü artık manyetik alanların nispeten güçlü olduğunu biliyoruz."

boşluktan ışık

Bu manyetik alanlar bebek evrende ortaya çıktıysa, şu soru ortaya çıkıyor: nasıl? Arizona Eyalet Üniversitesi'nden Tanmai Vachaspati, "İnsanlar bu konuyu uzun zamandır düşünüyorlar" dedi.

1991'de Vachaspati, elektromanyetik ve zayıf nükleer kuvvetlerin ayırt edilebilir hale geldiği Büyük Patlama'dan bir saniyenin küçük bir kısmı olan an, bir elektro-zayıf faz geçişi sırasında manyetik alanların ortaya çıkabileceğini öne sürdü. Diğerleri, manyetizmanın, protonlar oluştuğunda mikrosaniyeler sonra gerçekleştiğini öne sürdü. Ya da kısa bir süre sonra: merhum astrofizikçi Ted Harrison, 1973'teki en eski ilkel manyetojenez teorisinde, proton ve elektronlardan oluşan çalkantılı bir plazmanın ilk manyetik alanların ortaya çıkmasına neden olabileceğini savundu. Yine de diğerleri, bu uzayın tüm bunlardan önce bile manyetize olduğunu, kozmik enflasyon sırasında - sözde uzayın patlamaya hazır bir şekilde genişlemesi - Büyük Patlama'nın kendisini başlattığını öne sürdüler. Bunun, yapılar bir milyar yıl sonra büyüyene kadar gerçekleşmemiş olması da mümkündür.

Manyetojenez teorilerini test etmenin yolu, galaksiler arası uzayın en bozulmamış bölgelerinde, örneğin filamentlerin sessiz kısımları ve hatta daha boş boşluklar gibi manyetik alanların yapısını incelemektir. Belirli ayrıntılar - örneğin, alan çizgilerinin düz mü, spiral mi, yoksa "bir iplik yumağı ya da başka bir şey gibi her yöne eğri mi" olduğu (Vachaspati'ye göre) ve resmin farklı yerlerde ve farklı ölçeklerde nasıl değiştiği - teori ve modelleme ile karşılaştırılabilecek zengin bilgiler taşır. Örneğin, Vachaspati'nin önerdiği gibi, bir elektro-zayıf faz geçişi sırasında manyetik alanlar oluşturulduysa, sonuçta ortaya çıkan kuvvet çizgileri "bir tirbuşon gibi" spiral olmalıdır.

İşin püf noktası, üzerine basacak hiçbir şeyi olmayan güç alanlarını tespit etmenin zor olmasıdır.

İngiliz bilim adamı Michael Faraday tarafından 1845'te öncülük edilen bir yöntem, içinden geçen ışığın polarizasyon yönünü döndürme yoluyla bir manyetik alanı tespit eder. "Faraday rotasyonunun" miktarı, manyetik alanın gücüne ve ışığın frekansına bağlıdır. Böylece, farklı frekanslarda polarizasyonu ölçerek, görüş hattı boyunca manyetizmanın gücünü çıkarabilirsiniz. Enslin, "Farklı yerlerden yaparsanız 3 boyutlu bir harita yapabilirsiniz" dedi.

Araştırmacılar, LOFAR ile Faraday'ın dönüşünün kabaca ölçümlerini yapmaya başladılar, ancak teleskop son derece zayıf bir sinyali seçmekte zorlanıyor. Govoni'nin Ulusal Astrofizik Enstitüsü'nden bir gökbilimci ve meslektaşı olan Valentina Vacca, birkaç yıl önce, boş uzayların birçok boyutunu bir araya getirerek ince Faraday döndürme sinyallerini istatistiksel olarak işlemek için bir algoritma geliştirdi. Wakka, "Temel olarak, bu boşluklar için kullanılabilir." Dedi.

Ancak Faraday'ın yöntemi, 2027'de "kilometre kare dizisi" olarak adlandırılan dev bir uluslararası proje olan yeni nesil radyo teleskopu piyasaya sürüldüğünde gerçekten başarılı olacak. Enslin, "SKA'nın harika bir Faraday ızgarası oluşturması gerekiyor," dedi.

Şimdiye kadar, boşluklardaki manyetizmanın tek kanıtı, gözlemcilerin boşlukların arkasında bulunan blazar adı verilen nesnelere baktıklarında görememeleridir.

Blazarlar, süper kütleli kara delikler tarafından desteklenen parlak gama ışınları ve diğer enerjik ışık ve madde kaynaklarıdır. Gama ışınları uzayda seyahat ederken, bazen eski mikrodalgalarla çarpışarak bir elektron ve bir pozitron ile sonuçlanır. Bu parçacıklar daha sonra tıslar ve düşük enerjili gama ışınlarına dönüşür.

Ancak 2010 yılında Cenevre Gözlemevi'nden Andrei Neronov ve Yevgeny Vovk, bir blazarın ışığı manyetize edilmiş bir boşluktan geçerse, düşük enerjili gama ışınlarının yokmuş gibi görüneceğini düşünüyorlardı. Manyetik alan, elektronları ve pozitronları görüş hattından saptırır. Düşük enerjili gama ışınlarına bozunduklarında, bu gama ışınları bize doğru yönlendirilmeyecektir.

Gerçekten de, Neronov ve Vovk uygun bir şekilde yerleştirilmiş bir blazardan gelen verileri analiz ettiklerinde, yüksek enerjili gama ışınlarını gördüler, ancak düşük enerjili gama ışını sinyalini görmediler. Vachaspati, "Bu bir sinyal eksikliğidir, bu bir sinyaldir" dedi.

Sinyal eksikliğinin sigara içen bir silah olması muhtemel değildir ve eksik gama ışınları için alternatif açıklamalar önerilmiştir. Bununla birlikte, sonraki gözlemler, Neronov ve Vovk'un boşlukların manyetize olduğu hipotezine giderek daha fazla işaret ediyor. Dürer, “Çoğunluğun görüşü bu” dedi. En inandırıcı şekilde, 2015'te bir ekip, boşlukların arkasına birçok blazar boyutunu bindirdi ve blazerlerin etrafındaki düşük enerjili gama ışınlarının soluk halesini kızdırmayı başardı. Parçacıklar, bir buzdolabı mıknatısı kadar güçlü bir trilyonun yalnızca milyonda biri kadar olan zayıf manyetik alanlar tarafından dağılsaydı, etki tam olarak beklendiği gibi olurdu.

Kozmolojinin en büyük gizemi

Bu ilkel manyetizma miktarının, Hubble stresini - evrenin şaşırtıcı derecede hızlı genişlemesi sorununu - çözmek için tam olarak ihtiyaç duyulan şey olabileceği dikkat çekicidir.

Poghosyan, Fransa'daki Montpellier Üniversitesi'nden Carsten Jedamzik ve meslektaşlarının son bilgisayar simülasyonlarını gördüğünde fark etti. Araştırmacılar, simüle edilmiş, plazmayla dolu genç bir evrene zayıf manyetik alanlar eklediler ve plazmadaki proton ve elektronların manyetik alan çizgileri boyunca uçtuğunu ve en zayıf alan kuvvetine sahip alanlarda biriktiklerini buldular. Bu kümelenme etkisi, protonların ve elektronların hidrojen oluşturmak için bir araya gelmesine neden oldu - rekombinasyon olarak bilinen erken bir faz değişikliği - aksi takdirde olabileceklerinden daha erken.

Jedamzik'in makalesini okuyan Poghosyan, bunun Hubble'ın gerginliğini giderebileceğini fark etti. Kozmologlar, rekombinasyon sırasında yayılan eski ışığı gözlemleyerek bugün uzayın ne kadar hızlı genişlemesi gerektiğini hesaplıyorlar. Işık, ilkel plazmada etrafa sıçrayan ses dalgalarından oluşan damlalarla noktalı genç bir evreni gözler önüne seriyor. Rekombinasyon, manyetik alanların kalınlaşmasının etkisiyle beklenenden daha erken meydana gelirse, ses dalgaları o kadar ileriye yayılamaz ve ortaya çıkan damlalar daha küçük olurdu. Bu, rekombinasyondan bu yana gökyüzünde gördüğümüz noktaların bize araştırmacıların varsaydığından daha yakın olması gerektiği anlamına geliyor. Kümelerden yayılan ışığın bize ulaşması için daha kısa bir mesafe kat etmesi gerekiyordu, bu da ışığın daha hızlı genişleyen uzayda seyahat etmesi gerektiği anlamına geliyor. “Genişleyen bir yüzeyde koşmaya çalışmak gibi; daha kısa bir mesafe kat ediyorsunuz, - dedi Poghosyan.

Sonuç olarak, daha küçük damlacıklar, daha yüksek bir tahmini kozmik genişleme hızı anlamına gelir; bu, tahmini hızı, süpernovaların ve diğer astronomik nesnelerin gerçekte ne kadar hızlı uçuyor gibi göründüğünü ölçmeye çok daha yakın hale getirir.

"Vay canına," dedi Poghosyan, "bu bize [manyetik alanların] gerçek varlığını gösterebilir. Bu yüzden hemen Carsten'e yazdım." İkili, Şubat ayında, hapishane kapatılmadan hemen önce Montpellier'de bir araya geldi ve hesaplamaları, gerçekten de, Hubble gerilim problemini çözmek için gereken birincil manyetizma miktarının, blazar'ın gözlemleri ve başlangıçtaki alanların varsayılan boyutlarıyla da tutarlı olduğunu gösterdi. büyük manyetik alanlar büyütmek gerekiyordu. galaksi ve iplik kümelerini kaplayan Poghosyan, "Yani, eğer doğru çıkarsa, hepsi bir şekilde birleşiyor" dedi.