Что такое напряженность Хаббла: тайные магнитные поля с начала времён как ключ к разгадке?

Учёные предложили новое объяснение одному из самых острых противоречий в космологии — разнице в измерениях скорости расширения Вселенной. Согласно новому исследованию, причиной расхождений могут быть слабейшие магнитные поля, возникшие в первые мгновения после Большого взрыва и повлиявшие на процесс формирования космического микроволнового фона.

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.

Что такое напряженность Хаббла: тайные магнитные поля с начала времён как ключ к разгадке?
А вы знали, что по общепринятой практике, если смотреть на Солнечную систему «сверху», то планеты вращаются против часовой стрелки.

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.

Что такое напряженность Хаббла: тайные магнитные поля с начала времён как ключ к разгадке?
Карта микроволнового излучения, испущенного примерно через 375 000 лет после рождения Вселенной, созданная с помощью зонда Wilkinson Microwave Anisotropy Probe НАСА.

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.

Читайте также

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

NASA показало поврежденное колесо марсохода Curiosity после почти 14 лет работы на Марсе

NASA показало поврежденное колесо марсохода Curiosity после почти 14 лет работы на Марсе

Прорыв в поиске новой Земли: фотонные фонари позволят изучить атмосферы экзопланет

Прорыв в поиске новой Земли: фотонные фонари позволят изучить атмосферы экзопланет

Ученые предупредили о растущем загрязнении атмосферы из-за запусков ракет SpaceX и других космических компаний

Ученые предупредили о растущем загрязнении атмосферы из-за запусков ракет SpaceX и других космических компаний

Обычная тепловизионная камера поможет LIGO видеть гравитационные волны из более далеких уголков Вселенной

Обычная тепловизионная камера поможет LIGO видеть гравитационные волны из более далеких уголков Вселенной

Исследование о ранней Вселенной рассказало, как накопление металлов привело к появлению планет и жизни

Исследование о ранней Вселенной рассказало, как накопление металлов привело к появлению планет и жизни

«Юнона» впервые заглянула под поверхность Ио и раскрыла скрытый источник тепла спутника Юпитера

«Юнона» впервые заглянула под поверхность Ио и раскрыла скрытый источник тепла спутника Юпитера

Астронавт NASA призвал отказаться от первой высадки у Южного полюса Луны

Астронавт NASA призвал отказаться от первой высадки у Южного полюса Луны

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA