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

В Сахаре нашли марсианский метеорит возрастом 4,1 миллиарда лет со следами древней воды

В Сахаре нашли марсианский метеорит возрастом 4,1 миллиарда лет со следами древней воды

Астрономы обнаружили две «планеты-зомби» возле мёртвой звезды в 1600 световых годах от Земли

Астрономы обнаружили две «планеты-зомби» возле мёртвой звезды в 1600 световых годах от Земли

За Нептуном обнаружили возможную новую карликовую планету размером до 1500 километров

За Нептуном обнаружили возможную новую карликовую планету размером до 1500 километров

Учёные предположили, что загадочные нейтрино могли определить судьбу Вселенной после Большого взрыва

Учёные предположили, что загадочные нейтрино могли определить судьбу Вселенной после Большого взрыва

Cowboy Space хотят запустить 20 000 космических дата-центров для ИИ — на собственной ракете высотой 86 метров

Cowboy Space хотят запустить 20 000 космических дата-центров для ИИ — на собственной ракете высотой 86 метров

Китайские учёные нашли способ превращать атмосферу Марса в топливо для будущих колоний

Китайские учёные нашли способ превращать атмосферу Марса в топливо для будущих колоний

У Земли может быть несколько лун одновременно — астрономы готовятся искать скрытые спутники

У Земли может быть несколько лун одновременно — астрономы готовятся искать скрытые спутники

Астрономы обнаружили гамма-всплеск, который продолжался почти месяц — его источник остаётся загадкой

Астрономы обнаружили гамма-всплеск, который продолжался почти месяц — его источник остаётся загадкой

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Не только чума: семь самых смертоносных эпидемий и пандемий в истории человечества

Не только чума: семь самых смертоносных эпидемий и пандемий в истории человечества

Toyota и Waymo начали испытания беспилотных такси bZ4X в Японии

Toyota и Waymo начали испытания беспилотных такси bZ4X в Японии

Nokia 2360 Flip — новая кнопочная раскладушка с кнопкой SOS и удалённым управлением

Nokia 2360 Flip — новая кнопочная раскладушка с кнопкой SOS и удалённым управлением

Сэм Альтман назвал локальный ИИ неэффективной тратой оперативной памяти

Сэм Альтман назвал локальный ИИ неэффективной тратой оперативной памяти

В Москве впервые пересадили спинной мозг от человека к человеку

В Москве впервые пересадили спинной мозг от человека к человеку