Nova istraživanja otkrivaju da su magnetska polja u najranijim trenucima svemira bila gotovo nezamislivo slaba, usporediva s magnetskim signalima koje stvaraju neuroni u ljudskom mozgu. Ipak, tragovi njihova postojanja i danas su uočljivi u kozmičkoj mreži, golemoj strukturi koja povezuje galaksije diljem svemira.
Kozmička mreža i magnetska enigma
Kozmička mreža golema je struktura vlakana koja povezuje galaksije i prožima čitav svemir. Iako znanstvenici sve bolje razumiju njezinu ulogu u oblikovanju kozmičkih struktura, ostaje jedno zagonetno pitanje: zašto je magnetizirana čak i u najudaljenijim i najrjeđe naseljenim regijama, daleko od galaksija i zvijezda?
“Jedna od većih zagonetki današnje kozmologije jest to što magnetizam ne nalazimo samo u blizini galaksija, gdje bismo ga očekivali, nego i u gotovo praznim područjima koja čine većinu kozmičke mreže. To je mnogo teže objasniti,” ističu Mak Pavičević, doktorand na Međunarodnoj školi za napredne studije (SISSA) u Trstu i glavni autor istraživanja, te njegov mentor Matteo Viel, suautor rada.
Prema njihovoj hipotezi, izvori tog magnetizma mogu se tražiti još u prvim trenucima svemira, u fizikalnim procesima koji su uslijedili neposredno nakon njegova nastanka. Magnetizacija se, smatraju, mogla dogoditi tijekom inflacije – kratkog razdoblja naglog širenja koje je prethodilo Velikom prasku – ili pak za vrijeme takozvanih faznih prijelaza u kasnijim kozmološkim epohama.
Četvrt milijuna simulacija za tragove prvih polja
Kako bi istražili podrijetlo i snagu tih prvih magnetskih polja, međunarodni tim znanstvenika proveo je više od 250 tisuća računalnih simulacija. Riječ je o najvećem i najsuvremenijem nizu simulacija koje prate utjecaj primordijalnih magnetskih polja na međugalaktičku mrežu.
“Usporedbom rezultata simulacija s opažanjima ustanovili smo da su naše pretpostavke bile točne. Kada se u model uključi utjecaj primordijalnih magnetskih polja, struktura kozmičke mreže značajno se mijenja – i u toj konfiguraciji znatno se bolje poklapa s opaženim podacima”, objašnjavaju Pavičević i Viel. Posebno ističu da model svemira koji uključuje vrlo slabo magnetsko polje jačine oko 0,2 nanogaussa zapravo daje bolju podudarnost s eksperimentalnim mjerenjima nego model bez tog utjecaja
Nova gornja granica za primordijalna polja
Znanstvenici su uspjeli izračunati posebno nisku vrijednost snage primordijalnih magnetskih polja, postavivši novu gornju granicu koja je višestruko niža od prethodnih procjena. Time su precizno definirali granice intenziteta magnetskih polja nastalih u najranijim trenucima svemira.
“Naši rezultati u skladu su s najnovijim analizama kozmološke mikrovalne pozadine, kao i s drugim neovisnim studijama. Sve to pruža snažniju osnovu za razumijevanje procesa u ranoj fazi svemira”, ističu Pavičević i Viel.
Takva, iako iznimno slaba, magnetska polja mogla su povećati gustoću kozmičke mreže, čime su potaknula brže formiranje prvih zvijezda i galaksija. Njihove zaključke u budućnosti će biti moguće dodatno potvrditi opažanjima svemirskog teleskopa James Webb.
Što nam otkrivaju slaba polja?
Ova otkrića ne samo da produbljuju naše razumijevanje utjecaja primordijalnih magnetskih polja na evoluciju svemira, već imaju i važne implikacije za teorijske modele koji opisuju nastanak kozmičkih struktura.
Pavičević i Viel zaključuju: “Postavljanjem novih granica na snagu tih drevnih polja otvaramo prostor za preciznije modele ranog svemira. To je korak bliže razumijevanju kako su iz gotovo nezamjetnih početnih uvjeta nastale zvijezde, galaksije – i na kraju, mi sami.”
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
