المادة المظلمة هي مفتاح اللغز الكوني

نحن لا نعرف كيف تتشكل المجالات المغناطيسية. والآن يخبرنا بحث نظري جديد كيف يساعدنا الجزء غير المرئي من كوننا على اكتشافه، مما يشير إلى تكوين مبكر حتى في غضون ثانية واحدة. .الانفجار العظيم.

يمكن للهالات الصغيرة من المادة المظلمة المنتشرة في جميع أنحاء الكون أن تكون بمثابة مجسات حساسة للغاية للمجالات المغناطيسية البدائية. هذا ينبثق من دراسة نظرية أجرتها SISSA ونشرت في المجلة رسائل المراجعة البدنية.

توجد المجالات المغناطيسية بكميات هائلة في كل مكان في الكون. ومع ذلك، فإن أصلهم لا يزال موضع نقاش بين العلماء. الاحتمال المثير للاهتمام هو أن المجالات المغناطيسية ظهرت بالقرب من ولادة الكون، مما يعني أنها كانت مجالات مغناطيسية بدائية.

في الدراسة، أظهر الباحثون أنه إذا كانت المجالات المغناطيسية بدائية بالفعل، فيمكنها تضخيم اضطرابات كثافة المادة المظلمة على نطاقات صغيرة. والنتيجة النهائية لهذه العملية هي تكوين هالات صغيرة من المادة المظلمة، والتي إذا تم اكتشافها يمكن أن تشير إلى الطبيعة البدائية للمجالات المغناطيسية.

وهكذا، وفي مفارقة واضحة، فإن الجزء غير المرئي من كوننا مفيد في حل طبيعة عنصر مرئي.

في الدراسة، أظهر الباحثون أنه إذا كانت المجالات المغناطيسية بدائية بالفعل، فيمكنها تضخيم اضطرابات كثافة المادة المظلمة على نطاقات صغيرة. والنتيجة النهائية لهذه العملية هي تكوين هالات صغيرة من المادة المظلمة، والتي إذا تم اكتشافها يمكن أن تشير إلى الطبيعة البدائية للمجالات المغناطيسية. الائتمان: لوسي كراستيكا

الضوء على تكوين المجالات المغناطيسية

يوضح برانجال راليكانكار من SISSA، مؤلف البحث: “المجالات المغناطيسية موجودة في كل مكان في الكون”. “تشير إحدى النظريات المحتملة المتعلقة بتكوينها إلى أن ما تم ملاحظته حتى الآن قد يكون قد تم إنشاؤه في المراحل المبكرة من كوننا. ومع ذلك، فإن هذا الاقتراح ليس له تفسير في النموذج القياسي للفيزياء.

لتسليط الضوء على هذه الميزة وإيجاد طريقة للكشف عن المجالات المغناطيسية “الأولية”، نقترح طريقة يمكن تعريفها “ضمنيًا” من خلال هذا العمل. يرتكز نهجنا على سؤال واحد: ما هو تأثير المجالات المغناطيسية على المادة المظلمة؟” ومن المعروف أنه لا يوجد اتصال مباشر. ومع ذلك، كما يوضح راليكانكار، “هناك اتصال غير مباشر من خلال الجاذبية”.

مباشرة من الكون البدائي

قد تؤدي المجالات المغناطيسية البدائية إلى زيادة اضطرابات كثافة الإلكترونات والبروتونات في الكون البدائي. وعندما تصبح كبيرة جدًا، فإنها تؤثر على المجالات المغناطيسية نفسها. والنتيجة هي قمع التقلبات الصغيرة.

يشرح راليكانكار: «في الدراسة، أظهرنا شيئًا غير متوقع. يؤدي نمو كثافة الباريون إلى نمو اضطرابات المادة المظلمة من خلال الجاذبية. وهذا يؤدي إلى انهيارها على نطاقات أصغر، مما يخلق هالات صغيرة من المادة المظلمة.”

ونتيجة لذلك، على الرغم من أن التقلبات في كثافة المادة الباريونية تلغي، إلا أنها تترك آثارًا بهالات صغيرة، كل ذلك من خلال تفاعلات الجاذبية وحدها، كما يتابع المؤلف.

“تشير هذه النتائج النظرية أيضًا إلى أن وفرة الهالات الصغيرة لا يتم تحديدها من خلال الوجود الحالي للمجالات المغناطيسية البدائية، ولكن من خلال قوتها في الكون البدائي”. لذلك، فإن اكتشاف الهالات الصغيرة للمادة المظلمة من شأنه أن يعزز الفرضية القائلة بأن المجالات المغناطيسية تشكلت بسرعة كبيرة، حتى خلال ثانية واحدة بعد الانفجار الكبير.

المرجع: برانشال راليكانكار، 8 ديسمبر 2023، “الهالات الصغيرة للمادة المظلمة من المجالات المغناطيسية البدائية”، رسائل المراجعة البدنية.
دوى: 10.1103/PhysRevLett.131.231002