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研究认为磁场就在宇宙大爆炸一秒内原始形成

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发表于 2024-1-6 09:59:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
研究认为磁场就在宇宙大爆炸一秒钟之内原始形成

cnBeta

我们不知道磁场是如何形成的。现在,新的理论研究告诉我们,宇宙中不可见的部分可能会帮助我们发现磁场,这表明磁场的形成是原始的,甚至就在宇宙大爆炸的一秒钟之内。散布在宇宙各处的暗物质小哈罗可以作为原始磁场的高灵敏探测器。

这是发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)杂志上的一项由 SISSA 进行的理论研究得出的结论。磁场以巨大的尺度存在,在宇宙中随处可见。然而,它们的起源仍是学者们争论的话题。

一种引人入胜的可能性是,磁场起源于宇宙诞生之初,即原始磁场。研究人员在研究中表明,如果磁场确实是原始磁场,那么它可能会导致小尺度上暗物质密度扰动的增加。这一过程的最终结果将是形成暗物质的迷你哈罗斯,如果被探测到,这将暗示磁场的原始性质。

因此,在一个明显的悖论中,我们宇宙中不可见的部分可能有助于解决可见部分的性质问题。

研究人员在研究中表明,如果磁场确实是原始的,那么它可能会导致暗物质密度扰动在小尺度上的增加。这一过程的最终效果将是形成暗物质迷你哈罗斯,如果能探测到,这将暗示磁场的原始性质。

揭示磁场形成的奥秘

"磁场在宇宙中无处不在,"这项研究的作者、来自 SISSA 的 Pranjal Ralegankar 解释说。"关于磁场形成的一种可能理论认为,迄今观测到的磁场可能产生于宇宙的早期阶段。然而,这一命题在标准物理学模型中缺乏解释。"

"为了揭示这方面的问题,找到探测"原始"磁场的方法,我们在这项工作中提出了一种我们可以定义为'间接'的方法。研究方法基于一个问题: 磁场对暗物质的影响是什么?众所周知,磁场与暗物质之间不存在直接的相互作用。不过,正如拉雷甘卡尔解释的那样,还是有一种通过引力发生的间接相互作用"。

原始磁场可以增强原始宇宙中电子和质子的密度扰动。当这些扰动变得过大时,就会影响磁场本身。其结果是抑制了小尺度的波动。

Ralegankar 解释说:"在研究中,我们发现了一些意想不到的现象。重子密度的增长在引力作用下诱发了暗物质扰动的增长,但随后又不可能消除。这将导致它们在小尺度上坍缩,产生暗物质的迷你哈罗斯。"

这样的后果是,虽然重子物质密度的波动被抵消了,但它们会在迷你哈洛斯中留下痕迹,而这一切完全是通过引力相互作用实现的。

Pranjal Ralegankar 总结说:"这些理论发现还表明,迷你哈洛的丰度不是由原始磁场的存在决定的,而是由它们在原始宇宙中的强度决定的。因此,探测到暗物质小哈罗会加强磁场形成非常早的假设,甚至是在宇宙大爆炸后 1 秒内形成的假设"。

编译来源:ScitechDaily

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