Elektromagnetische theorie over de ziel van het universum

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

In 1945, lokale tijd, bracht een primitieve soort pre-intelligente primaten op planeet Aarde het eerste thermonucleaire apparaat tot ontploffing., dat de meer mystieke rassen 'het lichaam van God' noemen.

Kort daarna werden geheime troepen van vertegenwoordigers van intelligente rassen naar de aarde gestuurd om de situatie in de gaten te houden en verdere elektromagnetische vernietiging van het universele netwerk te voorkomen."

De inleiding tussen aanhalingstekens lijkt op een plot voor sciencefiction, maar dat is precies de conclusie die getrokken kan worden na het lezen van dit wetenschappelijke artikel. De aanwezigheid van dit netwerk dat het hele universum doordringt, zou veel kunnen verklaren - bijvoorbeeld het UFO-fenomeen, hun ongrijpbaarheid en onzichtbaarheid, ongelooflijke mogelijkheden, en bovendien, indirect, geeft deze theorie van het "lichaam van God" ons echte bevestiging dat er leven na de dood.

We bevinden ons in de allereerste ontwikkelingsfase en in feite zijn we 'pre-intelligente wezens' en wie weet kunnen we de kracht vinden om een echt intelligent ras te worden.

Astronomen hebben ontdekt dat magnetische velden het grootste deel van de kosmos doordringen. Latente magnetische veldlijnen strekken zich over miljoenen lichtjaren uit over het hele universum.

Elke keer dat astronomen een nieuwe manier bedenken om magnetische velden te zoeken in steeds verder verwijderde gebieden in de ruimte, vinden ze ze op onverklaarbare wijze.

Deze krachtvelden zijn dezelfde entiteiten die de aarde, de zon en alle sterrenstelsels omringen. Twintig jaar geleden begonnen astronomen magnetisme te detecteren dat hele clusters van sterrenstelsels doordringt, inclusief de ruimte tussen het ene sterrenstelsel en het andere. Onzichtbare veldlijnen trekken door de intergalactische ruimte.

Vorig jaar slaagden astronomen er eindelijk in om een veel dunner gebied van de ruimte te verkennen - de ruimte tussen clusters van sterrenstelsels. Daar ontdekten ze het grootste magnetische veld: 10 miljoen lichtjaar gemagnetiseerde ruimte, die de hele lengte van deze "gloeidraad" van het kosmische web besloeg. Elders in de ruimte is met dezelfde technieken al een tweede gemagnetiseerde gloeidraad waargenomen. "We kijken waarschijnlijk naar het topje van de ijsberg", zei Federica Govoni van het National Institute of Astrophysics in Cagliari, Italië, die de eerste detectie leidde.

De vraag rijst: waar kwamen deze enorme magnetische velden vandaan?

"Het kan duidelijk niet gerelateerd zijn aan de activiteit van individuele sterrenstelsels of individuele explosies of, ik weet het niet, winden van supernova's", zegt Franco Vazza, een astrofysicus aan de Universiteit van Bologna die moderne computersimulaties van kosmische magnetische velden doet. deze."

Een mogelijkheid is dat kosmisch magnetisme primair is en helemaal teruggaat tot de geboorte van het universum. In dit geval zou er overal zwak magnetisme moeten zijn, zelfs in de 'holtes' van het kosmische web - de donkerste, meest lege gebieden van het heelal. Alomtegenwoordig magnetisme zou sterkere velden zaaien die floreerden in sterrenstelsels en clusters.

Primair magnetisme zou ook kunnen helpen bij het oplossen van een andere kosmologische puzzel die bekend staat als de Hubble-stress - misschien wel het meest besproken onderwerp in de kosmologie.

Het probleem dat aan de Hubble-spanning ten grondslag ligt, is dat het universum aanzienlijk sneller lijkt uit te dijen dan verwacht op basis van de bekende componenten. In een artikel dat in april online is gepubliceerd en is beoordeeld in samenwerking met Physical Review Letters, beweren kosmologen Karsten Jedamzik en Levon Poghosyan dat zwakke magnetische velden in het vroege universum zullen leiden tot de snellere kosmische expansie die we tegenwoordig zien.

Primitief magnetisme verlicht Hubble's spanning zo gemakkelijk dat het artikel van Jedamzik en Poghosyan meteen de aandacht trok. "Dit is een geweldig artikel en een idee", zegt Mark Kamionkowski, een theoretisch kosmoloog aan de Johns Hopkins University, die andere oplossingen voor de Hubble-spanning heeft voorgesteld.

Kamenkovsky en anderen zeggen dat er meer tests nodig zijn om ervoor te zorgen dat vroeg magnetisme andere kosmologische berekeningen niet verwart. En zelfs als dit idee op papier werkt, zullen onderzoekers overtuigend bewijs voor oermagnetisme moeten vinden om er zeker van te zijn dat het de afwezige agent was die het universum heeft gevormd.

Echter, in al die jaren van praten over Hubble-spanning, is het misschien vreemd dat niemand eerder aan magnetisme heeft gedacht. Volgens Poghosyan, professor aan de Simon Fraser University in Canada, denken de meeste kosmologen nauwelijks aan magnetisme. "Iedereen weet dat dit een van die grote mysteries is", zei hij. Maar decennialang is er geen manier geweest om te zeggen of magnetisme inderdaad alomtegenwoordig is en daarom het primaire onderdeel van de kosmos, dus kosmologen letten grotendeels niet meer op.

Ondertussen bleven astrofysici gegevens verzamelen. Het gewicht van het bewijs deed de meesten van hen vermoeden dat magnetisme inderdaad overal aanwezig is.

Magnetische Ziel van het Universum

In 1600 concludeerde de Engelse wetenschapper William Gilbert, die minerale afzettingen bestudeerde - natuurlijk gemagnetiseerde rotsen die mensen al millennia in kompassen hebben gecreëerd - dat hun magnetische kracht "de ziel imiteert". "en dat de magnetische pilaren" naar de polen van de aarde kijken."

Magnetische velden worden opgewekt wanneer er een elektrische lading stroomt. Het veld van de aarde, bijvoorbeeld, komt van zijn interne "dynamo" - een stroom vloeibaar ijzer, ziedend in zijn kern. De velden van koelkastmagneten en magnetische kolommen zijn afkomstig van elektronen die rond hun samenstellende atomen draaien.

Zodra er echter een "zaad"-magnetisch veld tevoorschijn komt uit geladen deeltjes in beweging, kan het groter en sterker worden als er zwakkere velden mee worden gecombineerd. Magnetisme "lijkt een beetje op een levend organisme", zei Torsten Enslin, een theoretisch astrofysicus aan het Instituut voor Astrofysica Max Planck in Garching, Duitsland - omdat magnetische velden elke vrije energiebron aanboren die ze kunnen vasthouden en waaruit ze kunnen groeien. Ze kunnen zich door hun aanwezigheid verspreiden en andere gebieden beïnvloeden, waar ze ook groeien.”

Ruth Durer, een theoretisch kosmoloog aan de Universiteit van Genève, legde uit dat magnetisme de enige andere kracht is dan de zwaartekracht die de grootschalige structuur van de kosmos kan vormen, omdat alleen magnetisme en zwaartekracht je over grote afstanden kunnen 'bereiken'. Elektriciteit daarentegen is lokaal en van korte duur, aangezien de positieve en negatieve ladingen in elke regio als geheel worden geneutraliseerd. Maar je kunt magnetische velden niet opheffen; ze hebben de neiging om te folden en te overleven.

Maar ondanks al hun macht hebben deze krachtvelden een laag profiel. Ze zijn immaterieel en worden alleen waargenomen als ze op andere dingen inwerken.“Je kunt een magnetisch veld niet zomaar fotograferen; zo werkt het niet', zegt Reinu Van Veren, een astronoom aan de Universiteit Leiden die betrokken was bij de recente ontdekking van gemagnetiseerde filamenten.

In een paper van vorig jaar veronderstelden Wang Veren en 28 co-auteurs een magnetisch veld in de gloeidraad tussen de melkwegclusters Abell 399 en Abell 401 door hoe het veld hogesnelheidselektronen en andere geladen deeltjes die er doorheen gaan omleidt. Terwijl hun banen in het veld draaien, zenden deze geladen deeltjes zwakke "synchrotronstraling" uit.

Het synchrotronsignaal is het sterkst bij lage radiofrequenties, waardoor het klaar is voor detectie met LOFAR, een array van 20.000 laagfrequente radioantennes verspreid over Europa.

Het team verzamelde in 2014 feitelijk gegevens van de gloeidraad in een blok van acht uur, maar de gegevens bleven in de wacht terwijl de gemeenschap van radioastronomie jaren besteedde aan het uitzoeken hoe de kalibratie van LOFAR-metingen kon worden verbeterd. De atmosfeer van de aarde breekt radiogolven die er doorheen gaan, dus LOFAR bekijkt de ruimte alsof het vanaf de bodem van een zwembad is. De onderzoekers losten het probleem op door de fluctuaties van de "bakens" in de lucht te volgen - radiozenders met precies bekende locaties - en de fluctuaties te corrigeren om alle gegevens te deblokkeren. Toen ze het deblurring-algoritme op de filamentgegevens toepasten, zagen ze onmiddellijk de synchrotronstraling gloeien.

De gloeidraad lijkt overal gemagnetiseerd, niet alleen in de buurt van clusters van sterrenstelsels die vanaf beide uiteinden naar elkaar toe bewegen. De onderzoekers hopen dat de 50-uur dataset die ze momenteel analyseren meer details zal onthullen. Onlangs hebben aanvullende waarnemingen magnetische velden gevonden die zich over de gehele lengte van de tweede gloeidraad voortplanten. De onderzoekers zijn van plan dit werk binnenkort te publiceren.

De aanwezigheid van enorme magnetische velden in ten minste deze twee strengen levert belangrijke nieuwe informatie op. "Het veroorzaakte nogal wat activiteit," zei Wang Veren, "omdat we nu weten dat de magnetische velden relatief sterk zijn."

Licht door de leegte

Als deze magnetische velden in het baby-universum zijn ontstaan, rijst de vraag: hoe? "Mensen hebben lang over deze kwestie nagedacht", zegt Tanmai Vachaspati van de Arizona State University.

In 1991 suggereerde Vachaspati dat magnetische velden zouden kunnen zijn ontstaan tijdens een elektrozwakke faseovergang - het moment, een fractie van een seconde na de oerknal, waarop elektromagnetische en zwakke kernkrachten te onderscheiden werden. Anderen hebben gesuggereerd dat magnetisme microseconden later materialiseerde toen protonen werden gevormd. Of kort daarna: wijlen astrofysicus Ted Harrison betoogde in 1973 in de vroegste oertheorie van magnetogenese dat een turbulent plasma van protonen en elektronen de eerste magnetische velden zou kunnen hebben veroorzaakt. Weer anderen hebben gesuggereerd dat deze ruimte al voor dit alles was gemagnetiseerd, tijdens kosmische inflatie - een explosieve uitbreiding van de ruimte die zogenaamd omhoog sprong - die de oerknal zelf lanceerde. Het is ook mogelijk dat dit pas gebeurde toen de structuren een miljard jaar later groeiden.

De manier om de theorieën van magnetogenese te testen, is door de structuur van magnetische velden in de meest ongerepte gebieden van de intergalactische ruimte te bestuderen, zoals stille delen van filamenten en nog meer lege holtes. Bepaalde details - bijvoorbeeld of de veldlijnen glad, spiraalvormig of "in alle richtingen gebogen zijn, zoals een bol garen of iets anders" (volgens Vachaspati), en hoe het beeld op verschillende plaatsen en op verschillende schalen verandert - bevatten rijke informatie die kan worden vergeleken met theorie en modellering. Als er bijvoorbeeld magnetische velden werden gecreëerd tijdens een elektrozwakke faseovergang, zoals gesuggereerd door Vachaspati, dan zouden de resulterende krachtlijnen spiraalvormig moeten zijn, "zoals een kurkentrekker", zei hij.

De vangst is dat het moeilijk is om krachtvelden te detecteren die niets hebben om op te drukken.

Eén methode, ontwikkeld door de Engelse wetenschapper Michael Faraday in 1845, detecteert een magnetisch veld door de manier waarop het de polarisatierichting van het licht dat er doorheen gaat roteert. De hoeveelheid "Faraday-rotatie" hangt af van de sterkte van het magnetische veld en de frequentie van het licht. Dus door de polarisatie bij verschillende frequenties te meten, kun je de sterkte van magnetisme langs de zichtlijn afleiden. "Als je het vanaf verschillende plaatsen doet, kun je een 3D-kaart maken", zei Enslin.

Onderzoekers zijn begonnen met het maken van ruwe metingen van de rotatie van Faraday met LOFAR, maar de telescoop heeft moeite om een extreem zwak signaal te onderscheiden. Valentina Vacca, een astronoom en collega van Govoni van het National Institute of Astrophysics, ontwikkelde een paar jaar geleden een algoritme om fijne Faraday-rotatiesignalen statistisch te verwerken door vele dimensies van lege ruimtes bij elkaar op te tellen. "Kortom, dit kan worden gebruikt voor holtes," zei Wakka.

Maar de methode van Faraday zal echt van de grond komen wanneer de volgende generatie radiotelescoop, een gigantisch internationaal project genaamd een "array van vierkante kilometers", in 2027 wordt gelanceerd. "SKA moet een fantastisch Faraday-raster creëren", zei Enslin.

Tot dusver is het enige bewijs van magnetisme in de holtes dat waarnemers niet kunnen zien wanneer ze kijken naar objecten die blazars worden genoemd en die zich achter de holtes bevinden.

Blazars zijn heldere bundels van gammastraling en andere energetische bronnen van licht en materie, aangedreven door superzware zwarte gaten. Wanneer gammastralen door de ruimte reizen, botsen ze soms met oude microgolven, wat resulteert in een elektron en een positron. Deze deeltjes sissen dan en veranderen in laagenergetische gammastraling.

Maar als het licht van een blazar door een gemagnetiseerde leegte gaat, dan lijkt het alsof er geen laagenergetische gammastralen zijn, redeneerden Andrei Neronov en Yevgeny Vovk van het Observatorium van Genève in 2010. Het magnetische veld zal elektronen en positronen afbuigen van de zichtlijn. Wanneer ze vervallen tot laagenergetische gammastralen, zullen die gammastralen niet op ons gericht zijn.

Toen Neronov en Vovk gegevens analyseerden van een geschikt geplaatste blazar, zagen ze inderdaad de hoogenergetische gammastraling, maar niet het laagenergetische gammastralingssignaal. "Het is een gebrek aan een signaal, wat een signaal is," zei Vachaspati.

Het is onwaarschijnlijk dat het gebrek aan signaal een rokend wapen is en er zijn alternatieve verklaringen voor de ontbrekende gammastralen voorgesteld. Latere waarnemingen wijzen echter in toenemende mate op de hypothese van Neronov en Vovk dat de holtes gemagnetiseerd zijn. “Dit is de mening van de meerderheid, - zei Dürer. Het meest overtuigend was dat in 2015 een team vele dimensies van blazars achter holtes legde en erin slaagde de vage halo van laagenergetische gammastralen rond de blazers te plagen. Het effect is precies wat je zou verwachten als de deeltjes zouden worden verstrooid door zwakke magnetische velden - slechts ongeveer een miljoenste van een biljoen zo sterk als een koelkastmagneet.

Het grootste mysterie van de kosmologie

Het is opvallend dat deze hoeveelheid oermagnetisme misschien precies is wat nodig is om de Hubble-stress op te lossen - het probleem van de verrassend snelle uitdijing van het heelal.

Dit realiseerde Poghosyan zich toen hij de recente computersimulaties van Carsten Jedamzik van de Universiteit van Montpellier in Frankrijk en zijn collega's zag. De onderzoekers voegden zwakke magnetische velden toe aan een gesimuleerd, met plasma gevuld jong universum en ontdekten dat protonen en elektronen in het plasma langs magnetische veldlijnen vlogen en zich ophoopten in gebieden met de zwakste veldsterkte. Dit klonterende effect zorgde ervoor dat de protonen en elektronen zich combineerden om waterstof te vormen - een vroege faseverandering die bekend staat als recombinatie - eerder dan ze anders zouden hebben gedaan.

Poghosyan, die het artikel van Jedamzik las, realiseerde zich dat dit de spanning van Hubble zou kunnen verlichten. Kosmologen berekenen hoe snel de ruimte tegenwoordig zou moeten uitbreiden door het oude licht te observeren dat tijdens recombinatie wordt uitgezonden. Het licht onthult een jong universum bezaaid met klodders die werden gevormd door geluidsgolven die rondspatten in het oerplasma. Als de recombinatie eerder zou plaatsvinden dan verwacht vanwege het effect van verdikking van de magnetische velden, dan zouden de geluidsgolven zich niet zo ver naar voren kunnen voortplanten en zouden de resulterende druppels kleiner zijn. Dit betekent dat de vlekken die we sinds recombinatie aan de hemel zien, dichter bij ons zouden moeten zijn dan de onderzoekers aannamen. Het licht dat uit de klonten kwam, moest een kortere afstand afleggen om ons te bereiken, wat betekent dat het licht door een sneller uitdijende ruimte moest reizen. “Het is alsof je probeert te rennen op een uitzettend oppervlak; je legt een kortere afstand af, - zei Poghosyan.

Het resultaat is dat kleinere druppeltjes een hogere geschatte snelheid van kosmische expansie betekenen, wat de geschatte snelheid veel dichter bij het meten brengt hoe snel supernova's en andere astronomische objecten uit elkaar lijken te vliegen.

"Ik dacht, wauw," zei Poghosyan, "dit zou ons kunnen wijzen op de echte aanwezigheid van [magnetische velden]. Dus ik schreef onmiddellijk naar Carsten. " De twee ontmoetten elkaar in februari in Montpellier, net voordat de gevangenis werd gesloten, en hun berekeningen toonden aan dat de hoeveelheid primair magnetisme die nodig is om het Hubble-spanningsprobleem op te lossen inderdaad ook consistent is met de waarnemingen van de blazar en de veronderstelde grootte van de initiële velden. nodig om enorme magnetische velden te laten groeien, die clusters van sterrenstelsels en filamenten bedekken. "Dus, het komt allemaal op de een of andere manier samen", zei Poghosyan, "als het waar blijkt te zijn."