ستاره شناسان کشف مغناطیسی روح جهان

محققان کشف کرده اند که میدان مغناطیسی تمامي وجوه زیادی از این هستی است. اگر این زمینه در تاریخ به انفجار بزرگ آنها می تواند به حل یک cosmological رمز و راز است.

در هر زمان ستاره شناسان کشف یک راه جدید به دنبال میدان مغناطیسی تا کنون در بیشتر مناطق دور افتاده از جهان هستی بدون توضیح آنها آنها را پیدا کنید.

این نیروی زمینه—همان اشخاص که نشأت گرفته از آهن ربا یخچال—فراگیر زمین و خورشید و کهکشان ها. بیست سال پیش ستاره شناسان شروع به تشخیص مغناطیس نفوذ در کل کهکشان خوشه از جمله فضای بین یک کهکشان و بعدی. نامرئی زمینه از بین بردن خطوط از طریق فضای بین کهکشانی مانند شیار از اثر انگشت است.

سال گذشته ستاره شناسان بالاخره موفق به بررسی دور sparser منطقه از فضا—گستره بین کهکشان خوشه. وجود آنها کشف بزرگترین میدان مغناطیسی در عین حال: 10 میلیون سال نوری از پلاسمای فضا پوشا تمام طول این “رشته” کیهانی در وب است. دوم مغناطیسی رشته شده است خال خال در نقاط دیگر کیهان با استفاده از همان تکنیک است. “ما فقط به دنبال در نوک کوه یخ احتمالا” گفت: فدریکا Govoni از موسسه ملی فیزیک نجومی در کالیاری ایتالیا که رهبری برای اولین بار تشخیص.

سوال این است: که آیا این عظیم میدان مغناطیسی آمده است ؟

“آن را به وضوح نمی تواند مربوط به فعالیت های تک کهکشان ها یا تک انفجار و یا من نمی دانم باد از ابرنواخترها گفت:” فرانکو Vazza یک اخترفیزیکدان در دانشگاه بولونیا که باعث می شود دولت از هنر شبیه سازی های کامپیوتری کیهانی میدان مغناطیسی. “این می رود بسیار فراتر از آن است.”

یک احتمال این است که کیهانی مغناطیس اولیه ردیابی تمام راه برگشت به تولد جهان است. در این مورد ضعیف مغناطیس باید وجود داشته باشد در همه جا حتی در “حفره” کیهانی وب بسیار تاریک ترین و خالی مناطق جهان است. در همه جا حاضر مغناطیس را کشت قوی تر زمینه های که شکوفا در کهکشان ها و خوشه.

purple and gold cosmic web
کیهانی در وب سایت نشان داده شده در اینجا در یک شبیه سازی کامپیوتری است که در مقیاس بزرگ ساختار جهان است. متراکم مناطق پر از کهکشان ها و کهکشان خوشه. رشته های نازک اتصال این توده. حفره تقریبا خالی مناطق از فضا.تصویر: Springel و دیگران/برج سنبله کنسرسیوم

ازلی مغناطیس نیز ممکن است کمک به حل و فصل دیگر cosmological معمای شناخته شده به عنوان هابل تنش—احتمالا داغترین موضوع در کیهان شناسی.

مشکل در قلب هابل تنش است که جهان به نظر می رسد در حال گسترش به طور قابل توجهی سریع تر از انتظار می رود بر اساس آن شناخته شده است مواد تشکیل دهنده. در یک مقاله نوشته شده آنلاین در مارس و تحت بررسی با Physical Review Lettersکه کیهان شناسان Karsten Jedamzik و Levon Pogosian استدلال می کنند که ضعیف میدان مغناطیسی در جهان اولیه که منجر به سریع تر کیهانی گسترش نرخ امروز دیده می شود.

ازلی مغناطیس را تسکین می دهد هابل تنش بنابراین به سادگی که Jedamzik و Pogosian کاغذ کشیده شده سویفت توجه است. “این یک مقاله عالی و ایده” گفت: Marc Kamionkowski, یک, کیهان شناسی نظری در دانشگاه جانز هاپکینز است که پیشنهاد راه حل های دیگر به هابل تنش است.

Kamionkowski و دیگران می گویند بیشتر چک نیاز به اطمینان حاصل شود که اوایل مغناطیس نمی پرتاب کردن دیگر cosmological محاسبات. و حتی اگر این ایده کار می کند بر روی کاغذ محققان نیاز به پیدا کردن شواهد قطعی از کهن مغناطیس به مطمئن شوید که آن را گم عامل است که به شکل جهان است.

هنوز هم در تمام این سالها از بحث در مورد هابل تنش شاید عجیب است که هیچ کس در نظر گرفته مغناطیس قبل از. با توجه به Pogosian که یک استاد در دانشگاه سیمون فریزر در کانادا اکثر کیهان شناسان به سختی فکر می کنم در مورد مغناطیس. “هر کس می داند که این یکی از آن بزرگ پازل,” او گفت:. اما برای چندین دهه وجود دارد به هیچ وجه به بگویید که آیا مغناطیس است که واقعا در همه جا و در نتیجه یک جزء بنیادین کیهان بنابراین کیهان شناسان تا حد زیادی متوقف شده توجه کنید.

در ضمن اخترفیزیکدانان نگهداری می شود جمع آوری داده ها. وزن شواهد باعث شده است تا بسیاری از آنها به گمان است که مغناطیس است که در واقع در همه جا.

مغناطیسی روح جهان

در سال 1600 دانشمند انگلیسی ویلیام گیلبرت مطالعات lodestones—به طور طبیعی مغناطیسی سنگ است که مردم تا به حال شده است در شکل دادن به قطب نما برای هزاران سال به رهبری او را به اظهار نظر کردن که خود را نیروی مغناطیسی “تقلید روح است.” او به درستی گمان که زمین خودی خود یک “آهنربا بزرگ” و lodestones “نگاه به سمت قطب زمین است.”

میدان مغناطیسی بوجود می آیند در هر زمان شارژ الکتریکی جریان. زمین, زمینه, مثلا نشات گرفته از خود درونی “دینامو” جریان مایع آهن تان شدیدا در هسته خود است. زمینه, آهن ربا یخچال و lodestones آمده از الکترون های در حال چرخش در اطراف خود تشکیل دهنده اتم.

کیهان شناسی, شبیه سازی ها نشان می دهد دو توضیح احتمالی برای چگونه میدان مغناطیسی آمد به نفوذ کهکشان خوشه. در سمت چپ این زمینه از رشد یکنواخت “بذر” زمینه های که پر کیهان در لحظات پس از انفجار بزرگ. در سمت راست اختر فیزیک فرآیندهای مانند ستاره شکل گیری و جریان ماده به سیاه چاله پرجرم درون آن باشد ایجاد مغناطیسی بادها که نشت از کهکشان ها.تصویری: F. Vazza

هنگامی که یک “دانه” میدان مغناطیسی ناشی از ذرات در حال حرکت آن را می توانید تبدیل شدن به بزرگتر و قوی تر با هماهنگی ضعیف تر زمینه ها با آن است. مغناطیس “یک کمی مانند یک موجود زنده گفت:” Torsten Enßlin یک نظری اخترفیزیکدان در موسسه ماکس پلانک برای فیزیک نجومی در Garching آلمان “از آنجا که میدان مغناطیسی شیر به هر منبع انرژی آنها می توانند نگه دارند و رشد است. آنها می تواند گسترش یافته و تحت تاثیر قرار مناطق دیگر با حضور خود در جایی که آنها رشد می کنند به عنوان به خوبی.”

اموزش Durrer, یک, کیهان شناسی نظری در دانشگاه ژنو توضیح داد که مغناطیس تنها نیروی جدا از جاذبه است که می تواند شکل های بزرگ در مقیاس ساختار کیهان چرا که تنها مغناطیس و گرانش می تواند “رسیدن به شما” در سراسر فواصل وسیع. برق, مقابل, است, محلی و کوتاه مدت پس از مثبت و منفی در هر منطقه را خنثی خواهد کرد به طور کلی. اما شما نمی توانید لغو کردن میدان مغناطیسی; آنها تمایل به اضافه کردن و زنده ماندن.

در عین حال برای همه آنها از قدرت این نیروی زمینه حفظ پروفیل های پایین. آنها غیرمادی و محسوس تنها زمانی که اقدام بر چیزهای دیگر. “شما نمی توانید فقط یک عکس از یک میدان مغناطیسی; آن کار نمی کند مانند آن است” گفت: Reinout ون Weeren یک ستاره شناس در دانشگاه لیدن بود که درگیر در اخیر شناسایی از مغناطیسی رشته.

در مقاله خود در سال گذشته ون Weeren و 28 نویسندگان استنباط حضور یک میدان مغناطیسی در رشته بین کهکشان خوشه Abell 399 و Abell 401 از این راه زمینه کامپیوتر با سرعت بالا الکترون و دیگر ذرات عبور از آن است. خود را به عنوان مسیرهای پیچ و تاب و در این زمینه ذرات انتشار ضعف “synchrotron radiation.”

این synchrotron سیگنال قوی است در پایین فرکانس های رادیویی ساخت آن رسیده برای تشخیص LOFAR آرایه ای از 20,000 فرکانس پایین آنتن های رادیویی در سراسر اروپا است.

این تیم در واقع جمع آوری اطلاعات از این رشته در سال 2014 طی یک هشت ساعت کشش اما داده های نشسته در انتظار به عنوان رادیو نجوم جامعه صرف سال figuring چگونه به بهبود کالیبراسیون LOFAR را اندازه گیری است. جو زمین refracts امواج رادیویی است که از آن عبور کند بنابراین LOFAR views کیهان به عنوان اگر از پایین از یک استخر شنا. محققان حل این مشکل با پیگیری تلو تلو خوردن از “چراغ” در آسمان—رادیو قطره چکان دقیقا با مکان های شناخته شده—و تصحیح برای این تلو تلو خوردن به deblur تمام داده ها. زمانی که آنها اعمال deblurring الگوریتم به داده ها از رشته آنها را دیدم تب و تاب بودن از synchrotron انتشار حق دور.

aerial of land
LOFAR متشکل از 20000 فرد آنتن های رادیویی در سراسر اروپا است.عکس: ASTRON

این رشته به نظر می رسد مغناطیسی در طول نه فقط در نزدیکی کهکشان خوشه که در حال حرکت به سمت یکدیگر از هر دو پایان. این محققان امیدوارند که 50 ساعت مجموعه داده های آنها در حال تجزیه و تحلیل در حال حاضر را نشان می دهد جزئیات بیشتر. اضافی مشاهدات به تازگی کشف میدان مغناطیسی گسترش در سراسر یک دوم رشته. پژوهشگران به انتشار این کار به زودی.

حضور عظیم میدان مغناطیسی حداقل در این دو رشته مهم را فراهم می کند اطلاعات جدید است. “آن موجب کاملا از فعالیت های” ون Weeren گفت: “از آنجا که در حال حاضر ما می دانیم که میدان مغناطیسی نسبتا قوی است.”

نور از طریق حفره

اگر این میدان مغناطیسی به وجود آمد در نوزاد جهان سوال می شود: چگونه ؟ “مردم شده اند و فکر کردن در مورد این مشکل برای مدت زمان طولانی” گفت: Haley Vachaspati از دانشگاه ایالتی آریزونا است.

در سال 1991 Vachaspati پیشنهاد کرد که میدان مغناطیسی ممکن است بوجود آمده اند در طول الکتروضعیف گذار فاز—لحظه قسمتی از ثانیه پس از انفجار بزرگ زمانی که الکترومغناطیسی و ضعیف نیروهای هسته ای مشخص شد. دیگران پیشنهاد کرده اند که مغناطیس محقق میکروثانیه بعد زمانی که پروتون تشکیل شده است. و یا به زودی پس از آن: اواخر اخترفیزیکدان تد هریسون استدلال در اولین ازلی magnetogenesis نظریه در سال 1973 که آشفته پلاسما از پروتون و الکترون ممکن است چرخید تا اولین میدان مغناطیسی. هنوز هم دیگران پیشنهاد کرده اند که فضا شد مغناطیسی قبل از اینکه این همه طول کیهانی تورم—انفجاری توسعه فضا که ظاهرا پرش-آغاز انفجار بزرگ خود را. آن را نیز ممکن است که این اتفاق نمی افتد تا زمانی که رشد ساختارهای یک میلیارد سال بعد.

راه برای تست تئوری های magnetogenesis است که به مطالعه الگوی میدان مغناطیسی در بکر ترین تکه از فضای بین کهکشانی مانند آرام بخش از رشته ها و حتی خالیتر حفره. جزئیات خاصی—مانند این که آیا زمینه خطوط صاف و مارپیچ یا “منحنی هر که راه مانند یک توپ نخ یا چیزی” (هر Vachaspati) و چگونه الگوی تغییرات در مکان های مختلف و در مقیاس های مختلف—حمل غنی از اطلاعات است که می تواند نسبت به تئوری و شبیه سازی. برای مثال اگر میدان مغناطیسی به وجود آمد در طول الکتروضعیف انتقال فاز به عنوان Vachaspati پیشنهاد پس از آن و در نتیجه زمینه خطوط باید شمسی “مانند یک بطری بازکن,” او گفت:.

دردسر این است که آن را دشوار است به تشخیص نیروی زمینه است که هیچ چیز به فشار.

یکی از روش های پیشگام توسط دانشمند انگلیسی مایکل فارادی در سال 1845 تشخیص میدان مغناطیسی از راه آن می چرخد قطبش جهت عبور نور آن است. مقدار “چرخش فارادی” بستگی به قدرت میدان مغناطیسی و فرکانس نور است. بنابراین با اندازه گیری قطبش در فرکانس های مختلف شما می توانید استنباط قدرت مغناطیس در امتداد خط دید. “اگر شما آن را از مکان های مختلف شما می توانید یک نقشه 3D” گفت: Enßlin.

infographic
تصویر: Samuel ولاسکو/مجله کوانتوم

محققان شروع به خشن چرخش فارادی اندازه گیری با استفاده از LOFAR اما تلسکوپ مشکل چیدن بسیار ضعف سیگنال. والنتینا Vacca, یک ستاره شناس و همکار Govoni را در موسسه ملی فیزیک نجومی ابداع الگوریتم چند سال پیش برای اذیت کردن ظریف چرخش فارادی سیگنال های آماری انباشته هم بسیاری از اندازه گیری از جاهای خالی. “در اصل این می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای حفره,” Vacca گفت.

اما فارادی روش را واقعا خاموش زمانی که نسل بعدی رادیو تلسکوپ عظیم الجثه پروژه بین المللی به نام کیلومتر مربع آرایه شروع می شود تا در 2027. “SKA تولید باید فوق العاده فارادی شبکه” Enßlin گفت.

در حال حاضر تنها شواهدی از مغناطیس در حفره چیزی است که ناظران نمی ببینید که زمانی که آنها نگاه کنید در اشیاء به نام blazars واقع در پشت حفره.

Blazars روشن پرتوهای گاما و دیگر انرژی نور و ماده طراحی شده توسط سیاه چاله پرجرم درون آن باشد. به عنوان اشعه گاما از طریق فضا سفر آنها گاهی اوقات در برخورد با باستان مایکروویو شکلگیری به یک الکترون و پوزيترون به عنوان یک نتیجه. این ذرات سپس شکست و تبدیل به انرژی پایین اشعه گاما.

اما اگر blazar نور عبور می کند از طریق یک مغناطیسی خالی پایین انرژی اشعه گاما ظاهر خواهد شد از دست رفته استدلال Andrii Neronov و Ievgen Vovk از رصدخانه ژنو در سال 2010. میدان مغناطیسی را منحرف الکترون و پوزیترون را از خط دید. فروپاشی آنها به پایین انرژی اشعه گاما کسانی که اشعه گاما را نمی توان اشاره کرد به ما.

infographic
تصویر: Samuel ولاسکو/مجله کوانتوم

در واقع زمانی که Neronov و Vovk تجزیه و تحلیل داده ها از مناسب واقع blazar آنها را دیدم خود را پر انرژی اشعه گاما اما نه کم انرژی اشعه گاما سیگنال. “این عدم وجود یک سیگنال که سیگنال” Vachaspati گفت.

یک nonsignal است که به سختی یک تفنگ سیگار کشیدن و جایگزین توضیحات برای از دست رفته اشعه گاما پیشنهاد شده است. اما پیگیری مشاهدات به طور فزاینده با اشاره به Neronov و Vovk این فرضیه که حفره مغناطیسی هستند. “این اکثریت نظر” Durrer گفت. بیشتر متقاعد کننده, در سال 2015 یک تیم تزیین بسیاری از اندازه گیری blazars پشت حفره و موفق به اذیت کردن ضعف هاله کم انرژی اشعه گاما در اطراف blazars. این اثر دقیقا همان چیزی خواهد بود انتظار می رود اگر این ذرات که پراکنده ضعف میدان مغناطیسی اندازه گیری تنها حدود یک میلیون از یک تریلیونیم به عنوان قوی به عنوان یک آهنربای یخچال است.

کیهان شناسی بزرگترین راز

کاملا این دقیق مقدار اولیه مغناطیس ممکن است فقط آنچه مورد نیاز است برای حل و فصل هابل تنش—مشکل جهان جالب سریع گسترش است.

که چه Pogosian متوجه شدم که او را دیدم اخیر شبیه سازی های کامپیوتری توسط Karsten Jedamzik از دانشگاه مونپلیه در فرانسه و همکار. محققان اضافه ضعیف میدان مغناطیسی به یک شبیه سازی پلاسما پر از جوان جهان و در بر داشت که پروتون ها و الکترون ها و در پلاسما به پرواز در امتداد میدان مغناطیسی خطوط و انباشته شده در مناطق از ضعیف ترین قدرت میدان. این تجمع اثر ساخته شده از پروتون و الکترون ترکیب به هیدروژن—اولیه تغییر فاز به عنوان شناخته شده نوترکیبی—زودتر از آنها می خواهم که در غیر این صورت.

Pogosian خواندن Jedamzik مقاله دیدم که این می تواند آدرس هابل تنش است. کیهان شناسان محاسبه چه سریع فضا باید گسترش امروز با رعایت باستان نور ساطع شده در طول نوترکیبی. نور را نشان می دهد یک جوان جهان نکردم با حباب تشکیل شده است که از امواج صوتی ها گردش در اطراف ازلی پلاسما. اگر نوترکیبی اتفاق افتاد زودتر از تصور به دلیل تجمع تاثیر میدان مغناطیسی و سپس امواج صوتی نمی توانست تبلیغ به مراتب از قبل و در نتیجه حباب خواهد بود کوچکتر است. که به معنی حباب ما در آسمان از زمان نوترکیبی باید نزدیک تر به ما از محققان قرار است. نور از حباب باید سفر یک فاصله کوتاه به ما برسد به این معنی که نور باید تراورس سریع تر در حال گسترش فضا. “آن را مانند تلاش برای به اجرا در گسترش سطح پوشش شما کمتر فاصله” Pogosian گفت.

نتیجه این است که حباب کوچکتر به معنی بالاتر استنباط کیهانی گسترش رای—آوردن استنباط رای بسیار نزدیک به اندازه گیری که چگونه سریع supernovas و سایر اشیاء فصل در واقع به نظر می رسد به پرواز از هم جدا.

“من فکر می کردم وای” Pogosian گفت: “این می تواند اشاره ما به [میدان مغناطیسی’] واقعی حضور. بنابراین من نوشت: Karsten بلافاصله.” این دو رو با هم در مون پلیه در ماه فوریه فقط قبل از این مستند. محاسبات آنها نشان داد که در واقع مقدار اولیه مغناطیس مورد نیاز به آدرس هابل تنش نیز موافق با blazar مشاهدات و اندازه برآورد اولیه زمینه های مورد نیاز برای رشد عظیم میدان مغناطیسی پوشا کهکشان خوشه ها و رشته های. “پس از آن همه به نوعی با هم می آید,” Pogosian گفت: “اگر این معلوم می شود درست است.”

داستان اصلی تجدید چاپ با اجازه از کوانتوم, مجله, یک سرمقاله مستقل انتشار سایمونز بنیاد که ماموریت است که برای افزایش درک عمومی از علم توسط پوشش تحقیقات تحولات و روند ریاضیات و علوم فیزیکی و زندگی.


بزرگ تر سیمی داستان
  • دوست من زده شد ALS. به مبارزه با عقب او ساخته شده است یک جنبش
  • پوکر و روانشناسی از عدم قطعیت
  • كلاسيك, هکرها ساختمان بهتر Nintendo Game Boy
  • درمانگر در است—و آن را به یک برنامه chatbot
  • چگونه برای تمیز کردن لباس های قدیمی خود را رسانه های اجتماعی پست
  • 👁 مغز مفید مدل برای هوش مصنوعی ؟ به علاوه: دریافت آخرین اخبار AI
  • 🏃🏽♀️ می خواهید بهترین ابزار برای دریافت سالم است ؟ ما را بررسی کنید دنده تیم میدارد برای تناسب اندام بهترین انتقالها دنده در حال اجرا (از جمله کفش و جوراب) و بهترین هدفون

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im