Come sono apparsi i campi magnetici nell'universo? In precedenza, si credeva che ciò non potesse accadere immediatamente dopo il Big Bang: questi campi apparivano solo con la nascita delle prime stelle. Tuttavia, una nuova ricerca di scienziati americani e tedeschi suggerisce che, in effetti, il magnetismo debole potrebbe essersi verificato prima. Ma come è successo esattamente questo?
I campi elettromagnetici sono onnipresenti: particelle relativistiche di raggi cosmici volano rapidamente lungo di loro, il Sole dimostra agli scienziati la continua trasformazione della gerarchia più complessa dei suoi campi elettromagnetici, il magnetismo dei pianeti del sistema solare è vario, e oggetti e campi dello spazio lontano semplicemente stupiscono l'immaginazione con i loro campi elettromagnetici!
Sorge una domanda ragionevole: come sono nati i campi magnetici nell'universo, come sono cambiati durante gli ultimi 13,4 miliardi di anni di esistenza dell'universo?
Al momento iniziale del Big Bang, il pre-Universo è nato quasi istantaneamente sotto forma di una nube di gas incredibilmente riscaldata. Si raffreddò, espandendosi nello spazio, e in esso si formarono particelle primarie, che si combinarono abbastanza rapidamente negli atomi più semplici.
Ma è assolutamente impossibile prevedere la comparsa di un campo magnetico in questo sistema! Di conseguenza, è nato più tardi. Come è iniziato e si è sviluppato il processo a seguito del quale sono comparsi tutti i campi magnetici così potentemente rappresentati nel quadro moderno del mondo?
Gli esperti Reinhard Schlickayser dell'Istituto di Fisica Teorica della Ruhr University di Bochum (Germania) e Peter Jun dell'Università del Maryland (USA) stanno cercando di svelare il mistero; avanzano una nuova ipotesi: il campo magnetico sorgerà più tardi del Big Bang da una forma di magnetismo molto debole. Gli embrioni virtuali di questo fenomeno vengono creati per caso in una nuvola di materia, ancor prima della nascita dei corpi stellari primordiali.
Quando l'età dell'Universo era di circa 380 mila anni, la temperatura della nube primitiva diminuì, si formarono regioni con densità e pressioni diverse, che contribuirono alla comparsa delle prime forme di nucleazione casuale del magnetismo. Questi campi deboli furono successivamente intensificati e furono esposti ai primi venti stellari e ai flussi di plasma delle stelle che esplodevano.
Alcune esatte definizioni dell'autore: il plasma termico non magnetizzato non relativistico da elettroni e protoni emette spontaneamente fluttuazioni turbolente aperiodiche del campo magnetico, un minuscolo modulo di queste fluttuazioni è dato da una semplice formula, che include solo tre parametri fisici: βe è la temperatura normalizzata degli elettroni termici, We è la densità di energia del plasma termico e g è il parametro del plasma.
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Per un mezzo intergalattico non magnetizzato, immediatamente dopo l'inizio della reionizzazione, l'intensità del campo da questo meccanismo è stimata a 2 × 10-16 G nei vuoti spaziali (vuoti) e 2 × 10-10 G nelle protogalassie. Entrambi i valori sono troppo deboli per influenzare la dinamica del plasma. Tenendo conto dello smorzamento viscoso, queste stime diminuiscono ancora a 2 × 10-21 G nei vuoti spaziali e 2 × 10-12 G nelle protogalassie.
Poi si verifica un semplice miracolo della nascita dei campi magnetici: lo spostamento o la contrazione del mezzo intergalattico e protogalattico durante le prime esplosioni di supernove nelle vaste regioni della loro metamorfosi stellare intensifica questi campi "seminati"!
Diventano disomogenei e già le forze di recupero magnetico influenzano la dinamica dei gas, ordinando e livellando la temperatura βe. Quindi, dai "grani" embrionali di campi magnetici in una nuvola di plasma caldo di protoni, elettroni, nuclei di elio e litio carichi, dove questi campi magnetici erano orientati arbitrariamente, cioè in qualsiasi direzione, nacque la loro organizzazione - un campo magnetico già orientato sorse.
Michael Riordan dell'Università della California a Santa Cruz (USA) formula la spiegazione: “Il magnetismo è ovunque vi sia un flusso di particelle cariche. Avvicina la bussola al filo CC e vedrai l'ago muoversi.
Ma se ci sono molte particelle cariche e si disperdono in tutte le direzioni, come era il caso nell'Universo primordiale prima che il plasma si raffreddasse e si formassero gli atomi, la corrente media ovunque è zero, quindi non c'è magnetismo su scala macroscopica. Per migliorare il magnetismo risultante, erano necessari elementi pesanti come il nichel o il ferro, sintetizzati nei processi termonucleari delle esplosioni di supernova.
Quando le stelle si sono formate e le più massicce hanno iniziato a esplodere alla fine della loro vita, comprimendo l'ambiente e contemporaneamente saturandolo con elementi pesanti, la combinazione di vento stellare ed esplosioni ha iniziato a spingere piccoli campi magnetici, schiacciandoli, allungandosi e allineandosi nella direzione del vento.
Gli scienziati stanno ora osservando e svelando gli effetti sorprendenti della trasformazione dei campi magnetici nello spazio: sulla nostra unica e più vicina stella, il Sole, i processi magnetici comandano un ciclo di 22 anni di campi magnetici solari, fornendo un ciclo di macchie solari di 11 anni.
I campi magnetici della corona solare mantengono il plasma caldo, la loro trasformazione provoca l'espulsione di materia coronale e prominenze, ei campi magnetici fluttuanti sul Sole stimolano le più potenti manifestazioni di attività: i brillamenti solari! Il vento solare, che lascia il Sole sotto forma di flussi di plasma e riempie l'intero spazio dell'eliosfera, trasporta un campo magnetico interplanetario che varia da pochi a decine di nT. E sui pianeti con un campo magnetico imperversano tempeste magnetiche e ionosferiche e divampano varie aurore.
In conclusione, va notato che l'inesauribile varietà di campi elettromagnetici nell'Universo è una fonte inesauribile di scoperte future.
TATIANA VALCHUK
