Первые магнитные поля Вселенной были слабее магнита на холодильник в миллиарды раз

Согласно новому исследованию, первые магнитные поля, пронизывавшие Вселенную вскоре после Большого взрыва, были невероятно слабыми. Их сила была сопоставима с магнитными полями, генерируемыми активностью нейронов в человеческом мозге, и оказалась в миллиарды раз слабее, чем у обычного магнита на холодильник. Несмотря на свою слабость, эти древние поля, являющиеся реликтами событий, произошедших при рождении Вселенной, сохранились до наших дней и могут быть измерены в крупномасштабной структуре космоса, известной как космическая паутина.

Космическая паутина — это гигантская нитевидная структура, напоминающая трёхмерную паутину, которая связывает между собой галактики. Астрономов долгое время озадачивало наличие магнитного поля не только вблизи галактик, но и в самых удаленных и практически пустых регионах этой паутины. Исследователи из Международной школы перспективных исследований (SISSA) в Триесте, Италия, выдвинули гипотезу, согласно которой это магнитное поле может быть унаследовано от фундаментальных процессов, имевших место в ранней Вселенной, таких как эпоха космической инфляции, последовавшая непосредственно за Большим взрывом, или последующие фазовые переходы.

Для проверки этой гипотезы международная группа исследователей провела масштабное компьютерное моделирование, выполнив более 250 тысяч симуляций с целью изучения влияния первичных магнитных полей на формирование крупномасштабной структуры Вселенной, известной как космическая паутина. Эти моделирования, которые авторы называют самыми реалистичными и полными на сегодняшний день, учитывали различные тепловые истории Вселенной, параметры реионизации и космологические параметры. Затем результаты проведенного моделирования были сопоставлены с данными реальных астрономических наблюдений.

Анализ данных продемонстрировал, что напряжённость первичных магнитных полей оказалась на порядки ниже, чем предполагалось предыдущими теоретическими оценками. Исследователи установили новую верхнюю границу для их интенсивности, которая составила 0,02 наногаусса. Это значение делает их сравнимыми с магнитными полями человеческого мозга и в миллиарды раз слабее поля небольшого бытового магнита. Учёные заявили, что когда в стандартной космологической модели учитывается влияние столь слабого магнитного поля, смоделированная структура космической паутины выглядит иначе и демонстрирует значительно лучшее соответствие реальным наблюдательным данным.

Безусловно, важно отметить, что данные выводы носят теоретический характер, поскольку современный уровень технологического развития не позволяет проводить прямые наблюдения за первичными магнитными полями. Однако исследователи утверждают, что их результаты хорошо согласуются с последними наблюдениями реликтового излучения. Они выражают надежду, что будущие данные с космического телескопа «Джеймс Уэбб» предоставят новую информацию для проверки их гипотезы и уточнения моделей. Эти новые ограничения не только помогают понять роль магнитных полей в эволюции космоса, но и имеют важное значение для других теоретических моделей, объясняющих формирование крупномасштабных структур во Вселенной.