Темная материя может помочь выяснить происхождение распространенных в космосе магнитных полей, говорится в исследовании
Мини-гало темной материи, рассеянные по всему космосу, могут функционировать как высокочувствительные зонды первичных магнитных полей, что следует из теоретического исследования, опубликованного в Physical Review Letters.
Об этом рассказывают в Международной школе передовых исследований (SISSA), передают OstanniPodii.com.
Присутствующие в огромных масштабах, магнитные поля встречаются везде во Вселенной. Однако их происхождение до сих пор остается предметом дискуссий среди ученых. Интригующей возможностью является то, что те магнитные поля возникли почти одновременно с рождением самой Вселенной, то есть они являются первичными магнитными полями.
В исследовании показано, что если магнитные поля действительно являются первичными, то это могло бы вызвать увеличение возмущений плотности темной материи на малых масштабах. Конечным эффектом этого процесса было бы образование мини-гало из темной материи, которые, в случае обнаружения, намекали бы на первоначальную природу магнитных полей. Таким образом, несмотря на очевидный парадокс, невидимая часть нашей Вселенной может быть полезной для разгадки природы составляющей видимой части.
Пролитие света на формирование магнитных полей
"Магнитные поля повсеместно распространены в космосе", - объясняет Пранджал Ралеганкар из SISSA, автор исследования. "Одна из возможных теорий их формирования предполагает, что те, которые мы наблюдали до сих пор, могли возникнуть на ранних стадиях нашей Вселенной".
"Однако это предположение не находит объяснения в стандартной модели физики. Чтобы пролить свет на этот аспект и найти способ обнаружить "первичные" магнитные поля, в этой работе мы предлагаем метод, который можно определить как "косвенный". Наш подход базируется на вопросе: "Как магнитные поля влияют на темную материю?".
Известно, что прямого взаимодействия не существует. Однако, как объясняет Ралеганкар, "существует косвенное, которое происходит через гравитацию".
Прямо из первобытной вселенной
Первичные магнитные поля могут усиливать возмущения плотности электронов и протонов в первоначальной вселенной. Когда эти возмущения становятся слишком большими, они влияют на сами магнитные поля. Следствием этого является подавление флуктуаций малого масштаба.
Ралеганкар объясняет: "В исследовании мы показали кое-что неожиданное. Рост плотности барионов гравитационно индуцирует рост возмущений темной материи без возможности дальнейшей отмены. Это привело бы к их коллапсу в малых масштабах, создавая мини-гало темной материи". Следствием этого, продолжает автор, является то, что хотя флуктуации плотности барионной материи отменяются, они оставляют следы через мини-гало, и все это исключительно из-за гравитационного взаимодействия.
"Эти теоретические выводы, - заключает Пранджал Ралеганкар, - также свидетельствуют о том, что большое количество мини-гало определяется не теперешним наличием первичных магнитных полей, а скорее их силой в первоначальной Вселенной. Таким образом, обнаружение мини-гало из темной материи подкрепило бы гипотезу о том, что магнитные поля сформировались очень рано, даже в течение 1 секунды после Большого взрыва".