¿Cómo aparecieron los campos magnéticos en el universo? Anteriormente, se creía que esto no podría suceder inmediatamente después del Big Bang: estos campos aparecieron solo con el nacimiento de las primeras estrellas. Sin embargo, una nueva investigación realizada por científicos estadounidenses y alemanes sugiere que, de hecho, el magnetismo débil podría haber surgido antes. Pero, ¿cómo sucedió esto exactamente?
Los campos electromagnéticos son omnipresentes: partículas relativistas de rayos cósmicos vuelan rápidamente a lo largo de ellos, el Sol demuestra a los científicos la transformación continua de la jerarquía más compleja de sus campos electromagnéticos, el magnetismo de los planetas del sistema solar es diverso, y los objetos y campos del espacio distante simplemente asombran la imaginación con sus campos electromagnéticos.
Surge una pregunta razonable: ¿cómo surgieron los campos magnéticos en el Universo, cómo cambiaron durante los últimos 13,4 mil millones de años de existencia del universo?
En el momento inicial del Big Bang, el preuniverso nació casi instantáneamente en forma de una nube de gas increíblemente caliente. Se enfrió, se expandió en el espacio y se formaron partículas primarias en él, que se combinaron con bastante rapidez en los átomos más simples.
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¡Pero es absolutamente imposible predecir la aparición de un campo magnético en este sistema! En consecuencia, nació más tarde. ¿Cómo empezó y se desarrolló el proceso a raíz del cual aparecieron todos los campos magnéticos tan poderosamente representados en la imagen moderna del mundo?
Los expertos Reinhard Schlickayser del Instituto de Física Teórica de la Universidad del Ruhr en Bochum (Alemania) y Peter Jun de la Universidad de Maryland (EE. UU.) Están tratando de desentrañar el misterio; plantean una nueva hipótesis: el campo magnético surgirá después del Big Bang a partir de una forma muy débil de magnetismo. Los embriones virtuales de este fenómeno se crean al azar en una nube de materia, incluso antes del nacimiento de los cuerpos estelares primordiales.
Cuando la edad del Universo fue aproximadamente de 380 mil años, la temperatura de la nube primitiva disminuyó, se formaron regiones con diferentes densidades y presiones, lo que contribuyó a la aparición de las primeras formas de nucleación aleatoria de magnetismo. Estos campos débiles se intensificaron más tarde y quedaron expuestos a los primeros vientos estelares y corrientes de plasma de las estrellas en explosión.
Pocas definiciones exactas del autor: el plasma térmico no magnetizado no relativista de electrones y protones emite espontáneamente fluctuaciones turbulentas aperiódicas del campo magnético, un módulo diminuto de estas fluctuaciones viene dado por una fórmula simple, que incluye solo tres parámetros físicos: βe es la temperatura normalizada de los electrones térmicos, We es la densidad de energía del plasma térmico yg es el parámetro plasmático.
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Para un medio intergaláctico no magnetizado, inmediatamente después del inicio de la reionización, la fuerza de campo de este mecanismo se estima en 2 × 10-16 G en espacios vacíos (vacíos) y 2 × 10-10 G en protogalaxias. Ambos valores son demasiado débiles para afectar la dinámica del plasma. Teniendo en cuenta el amortiguamiento viscoso, estas estimaciones aún disminuyen a 2 × 10-21 G en los vacíos espaciales y 2 × 10-12 G en las protogalaxias.
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Entonces ocurre un simple milagro del nacimiento de los campos magnéticos: ¡el desplazamiento o contracción del medio intergaláctico y protogaláctico durante las primeras explosiones de supernovas en las vastas regiones de su metamorfosis estelar intensifica estos campos "sembrados"!
Se vuelven no homogéneos, y las fuerzas de recuperación magnética ya afectan la dinámica del gas, ordenando y nivelando la temperatura βe. Entonces, a partir de los "granos" embrionarios de campos magnéticos en una nube de plasma caliente de protones cargados, electrones, núcleos de helio y litio, donde estos campos magnéticos se orientaron arbitrariamente, es decir, en cualquier dirección, nació su organización, surgió un campo magnético ya orientado.
Michael Riordan de la Universidad de California en Santa Cruz (EE. UU.) Formula la explicación: “El magnetismo es donde hay un flujo de partículas cargadas. Acerque la brújula al cable de CC y verá que la aguja se mueve.
Pero si hay muchas partículas cargadas y se dispersan en todas direcciones, como era el caso en el Universo temprano antes de que el plasma se enfriara y se formaran los átomos, la corriente promedio en todas partes es cero, por lo que no hay magnetismo a escala macroscópica. Para mejorar el magnetismo resultante, se requirieron elementos pesados como el níquel o el hierro, que se sintetizaron en procesos termonucleares de explosiones de supernovas.
Cuando las estrellas se formaron y las más masivas de ellas comenzaron a explotar al final de su vida, comprimiendo el ambiente y simultáneamente saturándolo con elementos pesados, la combinación de viento estelar y explosiones comenzó a separar pequeños campos magnéticos, apretándolos, estirándolos y alineándolos en la dirección del viento.
Los científicos ahora están observando y desentrañando los efectos sorprendentes de la transformación de los campos magnéticos en el espacio: en nuestra única y más cercana estrella, el Sol, los procesos magnéticos controlan un ciclo de campos magnéticos solares de 22 años, proporcionando un ciclo de manchas solares de 11 años.
Los campos magnéticos de la corona solar mantienen el plasma caliente, su transformación provoca las eyecciones de materia coronal y prominencias, y los campos magnéticos flotantes en el Sol estimulan las manifestaciones más poderosas de actividad: ¡las erupciones solares! El viento solar, que sale del Sol en forma de corrientes de plasma y llena todo el espacio de la heliosfera, transporta un campo magnético interplanetario que varía de unos pocos a decenas de nT. Y en los planetas con un campo magnético, las tormentas magnéticas e ionosféricas se desatan y varias auroras estallan.
En conclusión, cabe señalar que la inagotable variedad de campos electromagnéticos del Universo es una fuente inagotable de futuros descubrimientos.
TATIANA VALCHUK
