Cum au apărut câmpurile magnetice în univers? Anterior, se credea că acest lucru nu se putea întâmpla imediat după Big Bang - aceste câmpuri au apărut doar odată cu nașterea primelor stele. Cu toate acestea, noile cercetări ale oamenilor de știință americani și germani sugerează că, de fapt, un magnetism slab ar fi putut să apară mai devreme. Dar cum s-a întâmplat exact acest lucru?
Câmpurile electromagnetice sunt omniprezente: particulele relativiste de raze cosmice zboară rapid de-a lungul lor, Soarele demonstrează oamenilor de știință transformarea continuă a celei mai complexe ierarhii a câmpurilor sale electromagnetice, magnetismul planetelor sistemului solar este divers, iar obiectele și câmpurile îndepărtate uimesc pur și simplu imaginația cu câmpurile lor electromagnetice!
Se ridică o întrebare rezonabilă - cum au apărut câmpurile magnetice în Univers, cum s-au schimbat în ultimii 13,4 miliarde de ani ai existenței universului?
În momentul inițial al Big Bang-ului, pre-Universul s-a născut aproape instantaneu sub forma unui nor de gaz incredibil de încălzit. S-a răcit, extinzându-se în spațiu și în el s-au format particule primare, care s-au combinat destul de rapid în cei mai simpli atomi.
Dar este absolut imposibil de prezis apariția unui câmp magnetic în acest sistem! În consecință, s-a născut mai târziu. Cum a început și s-a dezvoltat procesul în urma căruia au apărut toate câmpurile magnetice atât de puternic reprezentate în imaginea modernă a lumii?
Experții Reinhard Schlickayser de la Institutul de fizică teoretică de la Universitatea Ruhr din Bochum (Germania) și Peter Jun de la Universitatea din Maryland (SUA) încearcă să dezlege misterul, dar au propus o nouă ipoteză: câmpul magnetic va apărea după Big Bang dintr-o formă foarte slabă de magnetism. Embrionii virtuali ai acestui fenomen sunt creați din întâmplare într-un nor de materie, chiar înainte de nașterea corpurilor stelare primordiale.
Când vârsta Universului a fost de aproximativ 380 de mii de ani, temperatura norului primitiv a scăzut, s-au format regiuni cu densități și presiuni diferite, ceea ce a contribuit la apariția primelor forme de magnetizare aleatoare ale magnetismului. Aceste câmpuri slabe au fost ulterior intensificate și au fost expuse la primele vânturi stelare și fluxuri de plasmă de la stelele în curs de explodare.
Puține definiții exacte ale autorului: plasmă termică nerelaționistă nemagnetizată de electroni și protoni emite spontan fluctuațiile turbulente aperiodice ale câmpului magnetic, un modul minuscul al acestor fluctuații este dat de o formulă simplă, care include doar trei parametri fizici: βe este temperatura normalizată a electronilor termici, suntem densitatea energetică a plasmei termice. iar g este parametrul plasmatic.
Video promotional:
Pentru un mediu intergalactic nemagnetizat, imediat după debutul reionizării, rezistența câmpului din acest mecanism este estimată la 2 × 10-16 G în golurile spațiale (golurile) și 2 × 10-10 G în protogalaxii. Ambele valori sunt prea slabe pentru a afecta dinamica plasmatică. Ținând cont de amortizarea vâscoasă, aceste estimări scad în continuare la 2 × 10-21 G în golurile spațiale și 2 × 10-12 G în protogalaxii.
Apoi are loc o simplă minune a nașterii câmpurilor magnetice: deplasarea sau contracția mediului intergalactic și protogalactic în timpul primelor explozii de supernove în regiunile vaste ale metamorfozei stelare intensifică aceste câmpuri „însămânțate”!
Ele devin neomogene, iar forțele de recuperare magnetică afectează deja dinamica gazelor, ordonând și nivelând temperatura βe. Așa se face că din „boabele” embrionare ale câmpurilor magnetice dintr-un nor de plasmă fierbinte de protoni încărcați, electroni, heliu și nuclee de litiu, unde aceste câmpuri magnetice erau orientate arbitrar, adică în orice direcție, s-a născut organizarea lor - a apărut un câmp magnetic deja orientat.
Michael Riordan de la Universitatea California din Santa Cruz (SUA) formulează explicația: „Magnetismul este oriunde există un flux de particule încărcate. Aduceți busola aproape de firul DC și veți vedea acul mișcându-se.
Dar dacă există multe particule încărcate și se împrăștie în toate direcțiile, așa cum s-a întâmplat în Universul timpuriu înainte ca plasma să se răcească și să se formeze atomi, curentul de pretutindeni este zero, deci nu există magnetism la scară macroscopică. Pentru a îmbunătăți magnetismul rezultat, au fost necesare elemente grele precum nichelul sau fierul - ele au fost sintetizate în procese termonucleare de explozii de supernove.
Când stelele s-au format și cele mai masive dintre ele au început să explodeze la sfârșitul vieții, comprimând mediul și saturand-o simultan cu elemente grele, combinația de vânt stelar și explozii a început să împingă câmpuri magnetice mici, strângându-le, întinzându-se și alinându-se în direcția vântului.
Oamenii de știință observă și dezvăluie efectele uluitoare ale transformării câmpurilor magnetice în spațiu: pe singura și cea mai apropiată stea a noastră, Soarele, procesele magnetice comandă un ciclu de 22 de ani de câmpuri magnetice solare, oferind un ciclu de 11 ani.
Câmpurile magnetice ale coronei solare păstrează plasma fierbinte, transformarea lor provoacă ejectările de materie și proeminențe coronale, iar câmpurile magnetice plutitoare de pe Soare stimulează cele mai puternice manifestări ale activității - rafale solare! Vântul solar, care lasă Soarele sub formă de fluxuri de plasmă și umple întreg spațiul heliosferei, poartă un câmp magnetic interplanetar care variază de la câțiva la zeci de nT. Și pe planetele cu câmp magnetic, furtunile magnetice și ionosferice fac ravagii și diverse aurore se aprind.
În concluzie, trebuie menționat că varietatea inepuizabilă a câmpurilor electromagnetice din Univers este o sursă inepuizabilă de descoperiri viitoare.
TATIANA VALCHUK
