Kā Visumā parādījās magnētiskie lauki? Iepriekš tika uzskatīts, ka tas nevar notikt tūlīt pēc Lielā sprādziena - šie lauki parādījās tikai ar pirmo zvaigžņu dzimšanu. Tomēr jaunie amerikāņu un vācu zinātnieku pētījumi liek domāt, ka faktiski vājš magnētisms varēja rasties agrāk. Bet kā tieši tas notika?
Elektromagnētiskie lauki ir visuresoši: gar tiem ātri peld relativistiskas kosmisko staru daļiņas, Saule zinātniekiem demonstrē tās elektromagnētisko lauku vissarežģītākās hierarhijas nepārtrauktu transformāciju, Saules sistēmas planētu magnētisms ir daudzveidīgs, un tālās telpas objekti un lauki vienkārši pārsteidz iztēli ar saviem elektromagnētiskajiem laukiem!
Rodas pamatots jautājums - kā Visumā radās magnētiskie lauki, kā tie mainījās Visuma pastāvēšanas pēdējo 13,4 miljardu gadu laikā?
Sākotnējā Lielā sprādziena brīdī pirmsuniversāls piedzima gandrīz uzreiz neticami sakarsēta gāzes mākoņa formā. Tas atdzisa, paplašinoties telpā, un tajā izveidojās primārās daļiņas, kas diezgan ātri apvienojās visvienkāršākajos atomos.
Bet absolūti nav iespējams paredzēt magnētiskā lauka parādīšanos šajā sistēmā! Līdz ar to tas dzimis vēlāk. Kā sākās un attīstījās process, kā rezultātā parādījās visi magnētiskie lauki, kas tik spēcīgi attēloti mūsdienu pasaules attēlā?
Eksperti Reinhards Šlickaisers no Rūras Universitātes Teorētiskās fizikas institūta Bohumā (Vācija) un Pīters Jūns no Mērilendas universitātes (ASV) mēģina atšķetināt noslēpumu; viņi izvirza jaunu hipotēzi: magnētiskais lauks radīsies pēc Lielā sprādziena no ļoti vāja magnetizācijas formas. Šīs parādības virtuālie embriji nejauši tiek veidoti matērijas mākonī, pat pirms pirmatnējo zvaigžņu ķermeņu dzimšanas.
Kad Visuma vecums bija aptuveni 380 tūkstoši gadu, primitīvā mākoņa temperatūra pazeminājās, izveidojās reģioni ar atšķirīgu blīvumu un spiedienu, kas veicināja pirmo nejaušo magnetizācijas formu parādīšanos. Šie vājie lauki vēlāk tika pastiprināti un tika pakļauti pirmajiem zvaigžņu vēju un plazmas straumēm no eksplodējošām zvaigznēm.
Dažas precīzas autora definīcijas: ne magnetizēta nerelativistiska elektronu un protonu termiskā plazma spontāni izstaro magnētiskā lauka periodiskas turbulences svārstības, niecīgu šo svārstību moduli piešķir ar vienkāršu formulu, kas ietver tikai trīs fiziskos parametrus: βe ir normalizētā termisko elektronu temperatūra, mēs esam termiskās plazmas enerģijas blīvums un g ir plazmas parametrs.
Reklāmas video:
Nemagnetētai starpgalaktiskai videi tūlīt pēc reionizācijas sākuma lauka stiprums no šī mehānisma tiek novērtēts kā 2 × 10-16 G kosmosa tukšumos (tukšumos) un 2 × 10-10 G protogalaksi. Abas vērtības ir pārāk vājas, lai ietekmētu plazmas dinamiku. Ņemot vērā viskozo slāpēšanu, šie aprēķini joprojām samazinās līdz 2 × 10–21 G telpas tukšumos un līdz 2 × 10–12 G protogalaksi.
Tad notiek vienkāršs magnētisko lauku rašanās brīnums: starpgalaktiskā un protogalaktiskā barotnes nobīde vai saraušanās pirmo supernovu sprādzienu laikā viņu zvaigžņu metamorfozes plašajos reģionos pastiprina šos "iesūtītos" laukus!
Tie kļūst nehomogēni, un jau magnētiskie reģenerācijas spēki ietekmē gāzes dinamiku, sakārtojot un izlīdzinot temperatūru βe. Tātad no embrionāliem magnētisko lauku "graudiem" karstā plazmas mākonī ar uzlādētiem protoniem, elektroniem, hēliju un litija kodoliem, kur šie magnētiskie lauki tika orientēti patvaļīgi, tas ir, jebkurā virzienā, radās viņu organizācija - radās jau orientēts magnētiskais lauks.
Maikls Riordans no Kalifornijas universitātes Santakrusā (ASV) formulē skaidrojumu: “Magnētisms ir visur, kur notiek lādētu daļiņu plūsma. Novietojiet kompasu tuvu līdzstrāvas vadam, un jūs redzēsit, kā adata pārvietojas.
Bet, ja ir daudz uzlādētu daļiņu un tās izkliedējas visos virzienos, kā tas bija agrīnajā Visumā pirms plazmas atdzišanas un atomu veidošanās, vidējā strāva visur ir nulle, tāpēc makroskopiskā mērogā nav magnētisma. Lai palielinātu iegūto magnētismu, bija nepieciešami smagi elementi, piemēram, niķelis vai dzelzs, - tie tika sintezēti supernovas sprādzienu termisko kodolu procesos.
Kad veidojās zvaigznes un dzīves laikā masīvākās no tām sāka eksplodēt, saspiežot vidi un vienlaikus piesātinot to ar smagajiem elementiem, zvaigžņu vēja un sprādzienu kombinācija sāka virzīt mazus magnētiskos laukus viens no otra, tos saspiežot, stiepjot un izlīdzinot vēja virzienā.
Zinātnieki tagad novēro un atklāj iespaidīgos magnētisko lauku pārveidošanas efektus kosmosā: uz mūsu vienīgās un tuvākās zvaigznes Saules magnētiskie procesi vada 22 gadu saules magnētisko lauku ciklu, nodrošinot 11 gadu saules staru ciklu.
Saules korona magnētiskie lauki uztur karstu plazmu, to pārveidošana izraisa koronālās vielas un redzamības izgrūšanu, un jaunie magnētiskie lauki uz Saules stimulē visspēcīgākās aktivitātes izpausmes - saules uzliesmojumus! Saules vējš, atstājot Sauli plazmas straumju veidā un aizpildot visu heliosfēras telpu, nes starpplanētu magnētisko lauku, kas svārstās no dažiem līdz desmitiem nT. Uz planētām ar magnētisko lauku plosās magnētiskās un jonosfēras vētras, un uzliesmo dažādas auroras.
Noslēgumā jāatzīmē, ka neizsmeļams Visuma elektromagnētisko lauku dažādība ir neizsmeļams avots nākotnes atklājumiem.
TATIANA VALČUK