Μια νέα μελέτη έρχεται να αλλάξει όσα γνωρίζαμε για τα αρχέγονα μαγνητικά πεδία του Σύμπαντος. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, οι πρώτες μαγνητικές δυνάμεις που εμφανίστηκαν λίγο μετά το Big Bang δεν ήταν ισχυρές όπως φανταζόμασταν, αλλά εξαιρετικά ασθενείς και μάλιστα σε επίπεδα συγκρίσιμα με τη μαγνητική δραστηριότητα που παράγεται από τους νευρώνες του ανθρώπινου εγκεφάλου. Κι όμως, τα απομεινάρια αυτών των αόρατων πεδίων εξακολουθούν να υπάρχουν μέχρι σήμερα, «παγιδευμένα» στο κοσμικό ιστό που διατρέχει όλο το Σύμπαν.
Ένα αόρατο αποτύπωμα από τα πρώτα δευτερόλεπτα
Ο μαγνητισμός είναι θεμελιώδης φυσική δύναμη, που δημιουργείται από την κίνηση ηλεκτρικών φορτίων. Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι υπήρχε ήδη από τις πρώτες στιγμές μετά τη γέννηση του Σύμπαντος, όταν το χάος από φορτισμένα σωματίδια δημιούργησε τα λεγόμενα πρωταρχικά μαγνητικά πεδία. Μέχρι σήμερα θεωρούσαμε ότι τα πεδία αυτά είχαν μέτρια ισχύ σε σχέση με τα σημερινά κοσμικά αντικείμενα, όπως άστρα, μαύρες τρύπες ή πλανήτες. Η νέα έρευνα όμως, που δημοσιεύτηκε στο Physical Review Letters, δείχνει ότι η πραγματικότητα ήταν ακόμη πιο εντυπωσιακή: τα πεδία αυτά ήταν δισεκατομμύρια φορές ασθενέστερα από ένα απλό μαγνητάκι ψυγείου!
Με τη βοήθεια 250.000 υπολογιστικών προσομοιώσεων, η διεθνής ομάδα ερευνητών υπολόγισε ότι η μέγιστη ισχύς τους δεν ξεπερνούσε τα 0.00000000002 gauss. Για να γίνει αντιληπτό το μέγεθος, ένας κοινός μαγνήτης φτάνει περίπου τα 100 gauss. Έτσι, τα πρώτα μαγνητικά πεδία του Σύμπαντος κινούνταν σε επίπεδα ανάλογα με αυτά που καταγράφονται από τη δραστηριότητα των νευρώνων στον εγκέφαλο.
Ο κοσμικός ιστός ως μάρτυρας του παρελθόντος
Παρά την αδυναμία τους, τα απομεινάρια αυτών των πεδίων δεν εξαφανίστηκαν. Παραμένουν ενσωματωμένα στον λεγόμενο κοσμικό ιστό, ένα γιγαντιαίο τρισδιάστατο δίκτυο από «νήματα» που συνδέει όλους τους γαλαξίες στο Σύμπαν, σαν μια κοσμική αράχνη. Ο ιστός αυτός αποτελεί μία από τις μεγαλύτερες δομές που γνωρίζουμε, αλλά η φύση του παραμένει σε μεγάλο βαθμό μυστήριο.
Μία από τις μεγάλες απορίες των αστροφυσικών είναι γιατί αυτός ο ιστός εμφανίζει δικά του μαγνητικά πεδία, ακόμη και σε περιοχές που βρίσκονται μακριά από γαλαξίες ή άστρα. Η υπόθεση των ερευνητών είναι ότι αυτά τα πεδία αποτελούν «κληρονομιά» από τα πρωταρχικά στάδια του Σύμπαντος, όταν ο χώρος διαστελλόταν ραγδαία. Κατά τη διάρκεια αυτής της κοσμικής διόγκωσης, τα πρώτα μαγνητικά πεδία φαίνεται πως αναμείχθηκαν με την ύλη, για να σχηματίσουν τον ιστό που βλέπουμε σήμερα.
Επανασύνθεση του παρελθόντος με προσομοιώσεις
Με βάση πραγματικά δεδομένα παρατήρησης του κοσμικού ιστού, οι επιστήμονες κατάφεραν μέσω υπολογιστικών προσομοιώσεων να «γυρίσουν τον χρόνο πίσω» και να ανακατασκευάσουν την πιθανή εξέλιξη των μαγνητικών πεδίων. Αυτό τους επέτρεψε να θέσουν αυστηρά όρια στην ένταση που μπορούσαν να έχουν τα πεδία στις πρώτες στιγμές του Σύμπαντος.
Η μελέτη παραμένει θεωρητική, καθώς προς το παρόν δεν υπάρχει τρόπος να παρατηρηθούν άμεσα αυτά τα αρχέγονα πεδία. Ωστόσο, τα αποτελέσματα φαίνεται να ευθυγραμμίζονται με παρατηρήσεις του κοσμικού μικροκυματικού υποβάθρου (CMB), της ακτινοβολίας που αποτελεί το «αποτύπωμα» του Big Bang. Αν και δεν είναι σαφές σε ποια συγκεκριμένα ευρήματα αναφέρονται, η συσχέτιση ενισχύει την αξιοπιστία των συμπερασμάτων.
Νέα ερωτήματα για το μέλλον
Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τον Mak Pavičević και τον Matteo Viel από το SISSA στην Ιταλία, εκτιμούν ότι οι μελλοντικές παρατηρήσεις του κοσμικού ιστού με το James Webb Space Telescope θα μπορούσαν να προσφέρουν ακόμη πιο λεπτομερή στοιχεία. Με τέτοια δεδομένα, οι προσομοιώσεις θα γίνουν πιο ακριβείς και ίσως αποκαλύψουν περισσότερα για το πώς τα πρώτα μαγνητικά πεδία επηρέασαν τη δομή και την εξέλιξη του Σύμπαντος.
Η ιδέα ότι το Σύμπαν ξεκίνησε με μαγνητικά πεδία τόσο ασθενή όσο αυτά του ανθρώπινου εγκεφάλου φαίνεται σχεδόν παράδοξη. Κι όμως, αυτά τα ανεπαίσθητα αποτυπώματα ίσως αποτέλεσαν τον σπόρο για τις κολοσσιαίες δυνάμεις που βλέπουμε σήμερα σε άστρα και γαλαξίες.
Το ερώτημα που μένει ανοιχτό είναι αν θα καταφέρουμε ποτέ να ανιχνεύσουμε απευθείας αυτά τα αρχέγονα πεδία. Μέχρι τότε, ο κοσμικός ιστός λειτουργεί σαν ένα τεράστιο «μουσείο» που διατηρεί μυστικά από τα πρώτα δευτερόλεπτα του χρόνου, περιμένοντας να τα αποκρυπτογραφήσουμε.
[via]
