Ako sa vo vesmíre objavili magnetické polia? Predtým sa verilo, že k tomu nemôže dôjsť bezprostredne po Veľkom tresku - tieto polia sa objavili až po narodení prvých hviezd. Nový výskum amerických a nemeckých vedcov však naznačuje, že slabý magnetizmus sa v skutočnosti mohol objaviť už skôr. Ale ako presne sa to stalo?
Elektromagnetické polia sú všadeprítomné: relativistické častice kozmického žiarenia rýchlo prúdia okolo nich, Slnko demonštruje vedcom nepretržitú transformáciu najkomplexnejšej hierarchie svojich elektromagnetických polí, magnetizmus planét slnečnej sústavy je rozmanitý a objekty a polia vzdialeného priestoru jednoducho ohromujú predstavivosť ich elektromagnetickými poľami!
Vynára sa odôvodnená otázka - ako vznikli vo vesmíre magnetické polia, ako sa zmenili počas posledných 13,4 miliárd rokov existencie vesmíru?
V počiatočnom okamihu Veľkého tresku sa pre-vesmír narodil takmer okamžite vo forme neuveriteľne zahriateho oblaku plynu. Chladilo sa, rozširovalo sa v priestore a tvorili sa v ňom primárne častice, ktoré sa pomerne rýchlo spojili do najjednoduchších atómov.
Je však absolútne nemožné predpovedať výskyt magnetického poľa v tomto systéme! V dôsledku toho sa narodil neskôr. Ako sa tento proces začal a vyvíjal v dôsledku toho, že sa objavili všetky magnetické polia tak silne zastúpené v modernom obraze sveta?
Experti Reinhard Schlickayser z Inštitútu teoretickej fyziky na Ruhr University v Bochume (Nemecko) a Peter Jun z University of Maryland (USA) sa snažia odhaliť záhadu, predkladajú novú hypotézu: magnetické pole vznikne po Veľkom tresku z veľmi slabej formy magnetizmu. Virtuálne embryá tohto javu sa vytvárajú náhodou v hmle hmoty ešte pred narodením prvotných hviezdnych telies.
Keď bol vek vesmíru asi 380 000 rokov, teplota primitívneho oblaku klesla, vytvorili sa oblasti s rôznymi hustotami a tlakmi, čo prispelo k vzniku prvých náhodných foriem nukleácie magnetizmu. Tieto slabé polia boli neskôr zosilnené a boli vystavené prvým hviezdnym vetrom a plazmovým prúdom z vybuchujúcich hviezd.
Málo presných autorových definícií: nemagnetizovaná nerelativistická termálna plazma elektrónov a protónov spontánne emituje aperiodické turbulentné fluktuácie magnetického poľa, malý modul týchto fluktuácií je daný jednoduchým vzorcom, ktorý obsahuje iba tri fyzikálne parametre: βe je normalizovaná teplota tepelnej elektrónov, my sme tepelná hustota energie plazmy a g je plazmatický parameter.
Propagačné video:
V prípade nemagnetizovaného intergalaktického média sa ihneď po začiatku reionizácie odhaduje intenzita poľa z tohto mechanizmu na 2 × 10–16 G vo vesmírnych dutinách (dutiny) a 2 × 10–10 G v protogalaxiách. Obidve hodnoty sú príliš slabé na to, aby ovplyvnili dynamiku plazmy. Berúc do úvahy viskózne tlmenie, tieto odhady stále klesajú na 2 x 10 až 21 G vo vesmírnych dutinách a na 2 x 10 až 12 G v protogalaxiách.
Potom nastane jednoduchý zázrak narodenia magnetických polí: posun alebo kontrakcia intergalaktického a protogalaktického média počas prvých explózií supernov v rozsiahlych oblastiach ich hviezdnej metamorfózy zvyšuje tieto „očkované“polia!
Stávajú sa nehomogénnymi a už magnetické regeneračné sily ovplyvňujú dynamiku plynu, usporiadajú a vyrovnávajú teplotu βe. Takže z embryonálnych „zŕn“magnetických polí v horúcom plazmovom oblaku nabitých protónov, elektrónov, hélia a lítiových jadier, kde boli tieto magnetické polia orientované ľubovoľne, to znamená, že v akomkoľvek smere sa zrodila ich organizácia - vzniklo už orientované magnetické pole.
Michael Riordan z Kalifornskej univerzity v Santa Cruz (USA) formuluje vysvetlenie: „Magnetizmus je všade, kde sa vyskytuje prúd nabitých častíc. Prilepte kompas blízko DC kábla a uvidíte pohyb ihly.
Ak je však veľa nabitých častíc a rozptýlia sa vo všetkých smeroch, ako tomu bolo v ranom vesmíre pred ochladením plazmy a vytvorením atómov, priemerný prúd všade je nula, takže v makroskopickom meradle nie je magnetizmus. Na zvýšenie výsledného magnetizmu boli potrebné ťažké prvky ako nikel alebo železo - boli syntetizované v termonukleárnych procesoch výbuchov supernovy.
Keď sa hviezdy formovali a najobsiahlejšie z nich začalo explodovať na konci svojho života, keď stlačili životné prostredie a súčasne ho nasýtili ťažkými prvkami, kombinácia hviezdneho vetra a explózií začala tlačiť malé magnetické polia od seba, stláčala ich, rozťahovala sa a vyrovnávala v smere vetra.
Vedci teraz pozorujú a odkrývajú prekvapujúce účinky transformácie magnetických polí vo vesmíre: na našu jedinú a najbližšiu hviezdu Slnko ovládajú magnetické procesy 22-ročný cyklus slnečných magnetických polí a poskytujú 11-ročný cyklus slnečných škvŕn.
Magnetické polia slnečnej koróny udržiavajú horúcu plazmu, ich transformácia spôsobuje vyhadzovanie koronálnych látok a výbežkov a plávajúce magnetické polia na Slnku stimulujú najsilnejšie prejavy aktivity - slnečné erupcie! Slnečný vietor, ktorý opúšťa Slnko vo forme plazmových prúdov a vyplňuje celý priestor helioféry, nesie medziplanetárne magnetické pole, ktoré sa mení od niekoľkých do desiatok nT. A na planétach s magnetickým poľom sa rozzúrili magnetické a ionosférické búrky a rôzne aurory.
Na záver treba poznamenať, že nevyčerpateľná rozmanitosť elektromagnetických polí vo vesmíre je nevyčerpateľným zdrojom budúcich objavov.
TATIANA VALCHUK