Une nouvelle étude suggère que les cordes cosmiques – les étranges plis dans l’espace-temps laissés par les premiers instants du Big Bang – pourraient créer des champs magnétiques dans leur sillage. Les scientifiques proposent dans un nouvel article que ces champs magnétiques absorberont l’univers, expliquant la magnétisation des galaxies et des amas.
Presque tous les corps intrinsèques de l’univers hébergent un champ magnétique. Les objets plus petits, tels que les planètes et les étoiles, génèrent leurs champs magnétiques à partir des actions de la dynamo en leur sein, car les flux vortex de plasma chargé électriquement forcent les champs magnétiques faibles à se replier sur eux-mêmes.
A plus grande échelle, les astronomes ont observé des champs magnétiques à l’intérieur nébuleusesEt le Supernova Les restes et les disques des protoplanètes. Dans ces cas, des flux complexes de particules chargées peuvent générer des champs faibles.
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Certaines des plus grandes choses de l’univers, comme galaxies Et les amas de galaxies, eux aussi, entretiennent des champs magnétiques. Ils sont généralement très faibles – environ un millionième de la force du champ magnétique terrestre – mais ils sont énormes, couvrant dans certains cas des millions d’années-lumière.
Les astronomes ne savent pas exactement comment les galaxies et les amas obtiennent leurs champs magnétiques. Pour créer un champ magnétique, vous devez déplacer les particules chargées ensemble. Mais dans les premiers stades de l’évolution de l’univers, avant l’apparition des premières étoiles et galaxies, l’univers était électriquement neutre. Le gaz neutre ne pouvait pas générer de champs magnétiques par lui-même, donc d’une manière ou d’une autre, l’univers devait créer un champ magnétique.
Une fois que l’univers a ce champ magnétique initial, il peut l’amplifier lorsque l’évolution de l’univers a changé le gaz neutre en plasma électriquement chargé. Mais la source du premier champ magnétique est restée un mystère persistant en astronomie pendant des décennies.
chaînes cosmiques imbriquées
Dans un nouvel article publié sur le serveur prépresse arXivLes chercheurs suggèrent ce qui pourrait être l’explication la plus farfelue de la source du champ magnétique germe de l’univers : chaînes cosmiques.
Les cordes cosmiques sont des objets théoriques qui, selon de nombreux astronomes, se sont formés dans l’univers primitif. Lorsque l’univers avait moins d’une seconde d’âge, il est passé par plusieurs étapes de transitions de phase violentes. Bientôt, tout Quatre forces de la nature Ils étaient unis en une seule force. Ces transformations de phase ont pris la force unificatrice et l’ont divisée, une par une, en forces la gravitéLa puissance nucléaire forteLa force nucléaire faible et l’électromagnétisme.
À chaque division des forces, le vide central de l’espace-temps se reformait. Mais ce processus n’a peut-être pas été entièrement fluide ou parfait, et des failles spatio-temporelles peuvent être apparues. Certains de ces défauts apparaissaient comme des plis unidimensionnels dans l’espace, comme des rides sur une feuille de papier. Ce sont les cordes cosmiques.
Les astronomes recherchent des séquences cosmiques depuis qu’elles ont été théorisées dans les années 1970. Jusqu’à présent, toutes les recherches se sont révélées vaines, mais les cordes cosmiques semblent être une prédiction générale de toutes nos théories sur l’univers primitif.
Si des cordes cosmiques existaient, elles seraient vraiment très étranges. Par exemple, en raison de la façon unique dont l’espace-temps est plié, si vous deviez voyager en cercle autour d’un, lorsque vous avez terminé votre voyage et êtes revenu à votre point de départ, vous constaterez que vous avez parcouru moins de 360 degrés. Les cordes cosmiques peuvent également vibrer, les ondulations se déplaçant de haut en bas à la vitesse de la lumière, formant parfois des anneaux qui vibrent à mort dans une onde de rayonnement.
faire du magnétisme
Les auteurs de l’étude ont profité des propriétés uniques des cordes cosmiques pour les transformer en générateurs de champ magnétique. L’idée est que lorsque les cordes cosmiques voyagent, elles laissent derrière elles des ondulations dans le tissu de l’espace-temps, comme se lever derrière un hors-bord.
Si une chaîne cosmique traverse le plasma, ces ondulations dans l’espace-temps peuvent modifier la température et la densité des petites poches du plasma. Ces différences déplaceront des charges électriques et peuvent devenir le début d’un champ magnétique. Ces champs de semences ne seraient pas si forts – moins d’un millionième de million Champ magnétique terrestre – Mais ce serait suffisant.
Une fois que les cordes cosmiques quittent la région, le plasma restant peut se comprimer et se refroidir pour former des étoiles, des galaxies et des amas. Lorsque le plasma est comprimé, il peut amplifier ce champ initial à la force que les astronomes voient aujourd’hui.
Bien que cette hypothèse soit intrigante, elle pose un problème majeur : nous ne savons pas encore si les cordes cosmiques existent. Heureusement, les auteurs ont abordé ce point et ont noté une possible signature observationnelle des cordes cosmiques. Ces mêmes réveils qui génèrent des champs magnétiques dans le plasma persistent longtemps après la disparition de la chaîne cosmique. À la fin, le réveil dérive vers le sol sous la forme de ondes gravitationnelles.
S’il y avait suffisamment de cordes cosmiques dans l’univers primitif, il nous serait peut-être possible d’observer les restes d’éveils spatio-temporels avec la prochaine génération de détecteurs d’ondes gravitationnelles. Une fois que nous savons que les cordes cosmiques ont réellement existé à un moment donné, nous pouvons enfin savoir pourquoi l’univers est magnétisé.
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