Ciemna materia jest kluczem do kosmicznej układanki

Nie wiemy, jak powstają pola magnetyczne. Teraz nowe badania teoretyczne mówią nam, w jaki sposób niewidzialna część naszego wszechświata może pomóc nam ją wykryć, co sugeruje pierwotne pochodzenie, nawet w odległości jednej sekundy od wszechświata. wielka eksplozja.

Małe aureole ciemnej materii rozproszone po całym wszechświecie mogą służyć jako bardzo czułe sondy pierwotnych pól magnetycznych. Tak wynika z teoretycznego badania przeprowadzonego przez SISSA i opublikowanego w czasopiśmie Listy z przeglądu fizycznego.

Pola magnetyczne istnieją na ogromną skalę w całym wszechświecie. Jednak ich pochodzenie jest nadal przedmiotem dyskusji wśród uczonych. Ciekawą możliwością jest to, że pola magnetyczne powstały blisko narodzin samego wszechświata, czyli są pierwotnymi polami magnetycznymi.

W badaniu naukowcy wykazali, że gdyby pola magnetyczne były rzeczywiście prymitywne, mogłyby powodować zwiększone zaburzenia gęstości ciemnej materii w małych skalach. Ostatecznym efektem tego procesu byłoby utworzenie małych aureoli ciemnej materii, których wykrycie wskazywałoby na pierwotną naturę pól magnetycznych.

Zatem, w pozornym paradoksie, niewidzialna część naszego wszechświata może być użyteczna w określaniu natury składnika części widzialnej.

W badaniu naukowcy wykazali, że gdyby pola magnetyczne były rzeczywiście prymitywne, mogłyby powodować zwiększone zaburzenia gęstości ciemnej materii w małych skalach. Ostatecznym efektem tego procesu byłoby utworzenie małych aureoli ciemnej materii, których wykrycie wskazywałoby na pierwotną naturę pól magnetycznych. Źródło: Lucy Krastica

Podkreślanie powstawania pól magnetycznych

„Pola magnetyczne istnieją wszędzie we wszechświecie” – wyjaśnia Pranjal Raligankar z SISSA, autor artykułu. „Jedna z możliwych teorii dotyczących ich powstawania sugeruje, że te zaobserwowane do tej pory mogły powstać we wczesnych stadiach naszego wszechświata, jednak sugestii tej brakuje wyjaśnienia w standardowym modelu fizycznym.

Aby rzucić światło na ten aspekt i znaleźć sposób na wykrycie „prymitywnych” pól magnetycznych, w ramach tej pracy proponujemy metodę, którą można określić jako „pośrednią”. Nasze podejście opiera się na pytaniu: Jaki jest wpływ pól magnetycznych na ciemną materię? Wiadomo, że nie ma bezpośredniej interakcji. Jednakże, jak wyjaśnia Raligankar, „jest coś pośredniego, co dzieje się poprzez grawitację”.

Prosto z prymitywnego wszechświata

Pierwotne pola magnetyczne mogą jeszcze bardziej zakłócić gęstość elektronów i protonów w pierwotnym wszechświecie. Kiedy stają się bardzo duże, wpływają na same pola magnetyczne. Rezultatem jest tłumienie wahań na małą skalę.

„W badaniu pokazaliśmy coś nieoczekiwanego” – wyjaśnia Raligankar. Wzrost gęstości barionów stymuluje wzrost zaburzeń ciemnej materii bez możliwości późniejszego anulowania. Spowodowałoby to zapadnięcie się jej na małą skalę, tworząc maleńkie aureole ciemnej materii.

W rezultacie, kontynuuje autor, chociaż fluktuacje gęstości materii barionowej zostaną zniesione, nadal będą pozostawiać ślady w małych halo, a wszystko to na skutek samych oddziaływań grawitacyjnych.

„Te teoretyczne wyniki wskazują również, że o liczebności małych halo nie decyduje obecna obecność pierwotnych pól magnetycznych, ale ich siła w pierwotnym wszechświecie” – podsumowuje Pranjal Raligankar. Zatem odkrycie małych aureoli ciemnej materii wzmocniłoby hipotezę, że pola magnetyczne powstały bardzo wcześnie, nawet w ciągu jednej sekundy po Wielkim Wybuchu.

Odniesienie: „Mikrohalo ciemnej materii z pierwotnych pól magnetycznych”, Pranjal Raligankar, 8 grudnia 2023 r., Listy z przeglądu fizycznego.
doi: 10.1103/PhysRevLett.131.231002