宇宙的磁場(chǎng)是從哪里來(lái)的？ _宇宙

描繪μ介子的磁場(chǎng) 。（圖片來(lái)源：Newton Henry Black/維基共享資源）
據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（Paul Sutter）：宇宙如何產(chǎn)生大磁場(chǎng)一直是天體物理學(xué)中最棘手的突出問(wèn)題之一。現(xiàn)在，研究人員提出了一種新的解決方案：當(dāng)?shù)谝慌阈浅霈F(xiàn)時(shí)，一個(gè)巨大的“塵埃電池”開(kāi)始工作。
磁場(chǎng)在宇宙中無(wú)處不在。當(dāng)然，地球的磁場(chǎng)可以偏轉(zhuǎn)危險(xiǎn)的宇宙輻射，擺動(dòng)我們的指南針，并引導(dǎo)成群的候鳥(niǎo) 。但其他行星和恒星也有磁?。?木星和太陽(yáng)的磁場(chǎng)比地球的磁場(chǎng)更強(qiáng)大。
甚至整個(gè)銀河系都有自己的磁場(chǎng) 。它比地球弱大約一百萬(wàn)倍，但它橫跨數(shù)萬(wàn)光年，橫跨整個(gè)星系。天文學(xué)家知道更大的磁場(chǎng)，其中一些磁場(chǎng)充滿了整個(gè)星系團(tuán)，其直徑可達(dá)數(shù)百萬(wàn)光年。
那么，這些巨大的磁場(chǎng)是從哪里來(lái)的呢？盡管它們相對(duì)較弱，但它們非常大。因此，無(wú)論是什么創(chuàng)造了它們，都必須來(lái)自具有適當(dāng)能量的大規(guī)模來(lái)源。幾十年來(lái) ，天文學(xué)家提出了許多機(jī)制，其中大多數(shù)依賴于一個(gè)發(fā)電機(jī)過(guò)程，該過(guò)程將微弱的“種子”場(chǎng)放大到現(xiàn)在的值。
在10月份提交給《天體物理學(xué)雜志》的一篇論文中，研究人員提出了一種新的解決方案。他們的設(shè)想始于宇宙黎明，當(dāng)時(shí)宇宙只有幾億年的歷史，第一批恒星和星系開(kāi)始發(fā)光。在第一批恒星死亡后，它們留下了一些較重的元素，這些元素在星際空間中相互發(fā)現(xiàn) ，成為第一批塵埃。
這些塵埃顆粒通常通過(guò)輻射轟擊和相互摩擦而帶電。當(dāng)?shù)诙阈橇疗饡r(shí)，它們的強(qiáng)光穿過(guò)周圍的所有氣體和塵埃。如果這些恒星足夠強(qiáng)大，它們的輻射可以推壓塵埃顆粒，使它們穿過(guò)其余的氣體。這些移動(dòng)的帶電塵埃顆粒會(huì)產(chǎn)生微弱但大規(guī)模的電流，就像1000光年寬的銅線。
因?yàn)樾请H氣體對(duì)輻射的過(guò)濾不會(huì)完全均勻，所以移動(dòng)的塵埃顆粒往往會(huì)在一些地方聚集，在另一些地方分散。這將導(dǎo)致不同地方的電流量不同，根據(jù)電磁定律，這自然會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng) 。
在這項(xiàng)新研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，這種磁場(chǎng)將非常弱，大約是地球磁場(chǎng)強(qiáng)度的十億分之一。但它足夠大，其他天體物理過(guò)程，如混合和發(fā)電機(jī)放大，可以抓住種子場(chǎng)并產(chǎn)生我們今天看到的磁場(chǎng) 。
然而，這只是一個(gè)假設(shè) 。研究人員在結(jié)束他們的工作時(shí)，提出了一個(gè)將這種機(jī)制納入星系及其磁場(chǎng)演化模擬的配方。這是將該理論預(yù)測(cè)的全磁場(chǎng)與我們?cè)趯?shí)際宇宙中看到的磁場(chǎng)進(jìn)行比較的關(guān)鍵一步。我們不能讓時(shí)光倒流，看看很久以前宇宙的磁場(chǎng)是什么樣子的，但我們可以用這樣的想法來(lái)嘗試重建過(guò)去。

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宇宙的磁場(chǎng)是從哪里來(lái)的？