В ходе исследования ученые показали, что если магнитные поля действительно первичны, то они могут вызвать увеличение возмущений плотности темной материи в небольших масштабах. Конечным эффектом этого процесса станет образование мини-ореолов темной материи, которые, если их обнаружат, будут намекать на первозданную природу магнитных полей. Кредит: Люси Храстечка
Мини-ореолы темной материи, разбросанные по всему космосу, могут функционировать как высокочувствительные зонды первичных магнитных полей. Это то, что следует из теоретического исследования, проведенного SISSA и опубликованного в журнале Physical Review Letters.
Магнитные поля, присутствующие в огромных масштабах, встречаются повсюду во Вселенной. Однако их происхождение до сих пор является предметом споров среди ученых. Интригующая возможность состоит в том, что магнитные поля возникли незадолго до рождения самой Вселенной; то есть это первичные магнитные поля.
В ходе исследования ученый показал, что если магнитные поля действительно первичны, то они могут вызвать увеличение возмущений плотности темной материи в небольших масштабах. Конечным эффектом этого процесса станет образование мини-ореолов темной материи, которые, если их обнаружат, будут намекать на первозданную природу магнитных полей. Таким образом, как это ни парадоксально, невидимая часть нашей Вселенной может быть полезна для выяснения природы компонента видимой части.
Проливаем свет на образование магнитных полей
«Магнитные поля повсеместно распространены в космосе», — объясняет Пранджал Ралеганкар из SISSA, автор исследования. «Возможная теория их образования предполагает, что те, что наблюдались до сих пор, могли образоваться на ранних стадиях развития нашей Вселенной».
«Однако этому предложению не хватает объяснения в стандартной модели физики. Чтобы пролить свет на этот аспект и найти способ обнаружения «первичных» магнитных полей, в этой работе мы предлагаем метод, который можно определить как «косвенный». Наш подход основан на вопросе: каково влияние магнитных полей на темную материю?» Известно, что прямого взаимодействия нет. Тем не менее, как объясняет Ралеганкар, «есть косвенный эффект, который возникает за счет гравитации».
Прямо из изначальной вселенной
Первичные магнитные поля могут усиливать возмущения плотности электронов и протонов в первичной Вселенной. Когда они становятся слишком большими, они влияют на сами магнитные поля. Следствием является подавление колебаний в небольших масштабах.
Ралеганкар объясняет: «В исследовании мы показываем нечто неожиданное. Рост барионной плотности гравитационно вызывает рост возмущений темной материи без возможности последующего уничтожения. Это привело бы к их коллапсу на малых масштабах, создавая мини-ореолы темной материи. .» Следствием этого, продолжает автор, является то, что, хотя флуктуации плотности барионной материи и отменены, они оставят следы в мини-гало, и все это исключительно за счет гравитационных взаимодействий.
«Эти теоретические открытия, — заключает Пранджал Ралеганкар, — также предполагают, что обилие мини-гало определяется не нынешним присутствием первичных магнитных полей, а, скорее, их силой в первичной вселенной. Таким образом, обнаружение мини-ореолов темной материи ореолы подкрепят гипотезу о том, что магнитные поля сформировались очень рано, даже в течение 1 секунды после Большого взрыва».
Информация от: Международной школой перспективных исследований (SISSA).
