Одной из самых неприятных загадок современной космологии является так называемое «напряжение Хаббла» — упрямое расхождение в двух основных способах измерения скорости расширения Вселенной. Один метод, основанный на изучении древнего света Большого взрыва (космического микроволнового фона), даёт значение около 67 км/с на мегапарсек.
Другой, прямой метод, использующий наблюдения за сверхновыми звёздами в далёких галактиках, указывает на более высокую скорость — около 73 км/с на мегапарсек. Эта, казалось бы, небольшая разница ставит под сомнение полноту нашей стандартной модели Вселенной. Группа исследователей предложила интригующее решение, связывающее эту проблему с другой космической тайной — происхождением магнитных полей, пронизывающих галактики.
Гипотеза учёных заключается в том, что во Вселенной с самого её рождения существовали чрезвычайно слабые «первичные» магнитные поля. Эти поля, будучи невероятно малыми, могли оказать тонкое, но критически важное влияние на ключевой момент в истории космоса — эпоху рекомбинации. Именно тогда, спустя примерно 380 000 лет после Большого взрыва, электроны и протоны объединились, образовав нейтральный водород, и Вселенная впервые стала прозрачной для света. Первичные магнитные поля, ускоряя движение заряженных частиц, могли слегка изменить ход этого процесса, сделав материю чуть более неоднородной и повлияв на момент, когда свет смог свободно распространяться.
Это изменение, в свою очередь, повлияло бы на характер узоров в космическом микроволновом фоне — своеобразной «детской фотографии» Вселенной. А поскольку эти узоры служат фундаментальной линейкой для измерения космических расстояний в рамках первого метода, их модификация привела бы к пересмотру вычисленной скорости расширения. Таким образом, учёт первичных магнитных полей теоретически мог бы согласовать результаты двух, казалось бы, противоречащих друг другу методов измерений. В своей новой работе исследователи впервые использовали полные трёхмерные модели ранней плазмы с магнитными полями, чтобы детально проследить этот эффект.
Результаты оказались обнадёживающими, но не окончательными. Сравнив предсказания своих моделей с реальными данными наблюдений за реликтовым излучением, учёные обнаружили, что гипотеза не противоречит информации и даже показывает умеренную, но устойчивую статистическую тенденцию в свою пользу — «намёк» на существование таких полей на уровне от 1,5 до 3 стандартных отклонений. Сила полей, которая следует из анализа, составляет сегодня всего несколько пикогаусс (в триллионы раз слабее магнитного поля Земли), но этого могло бы быть достаточно, чтобы впоследствии стать «семенами» для мощных магнитных полей галактик.
Если дальнейшие, более точные наблюдения подтвердят эту идею, это станет прорывом двойного действия. Во-первых, это поможет снять острое «напряжение Хаббла» и укрепит космологическую модель. Во-вторых, и это даже важнее, откроет уникальное окно в экстремальную физику первых долей секунды существования Вселенной, позволив заглянуть в эпоху невообразимо высоких энергий, недоступных для земных ускорителей. Следующие несколько лет и данные с новых телескопов должны дать окончательный ответ, были ли эти призрачные магнитные поля творцами той Вселенной, которую мы видим сегодня.
