Teoría electromagnética sobre el alma del universo

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

“En 1945, hora local, una especie primitiva de primates preinteligentes del planeta Tierra detonó el primer dispositivo termonuclear, que las razas más místicas llaman" el cuerpo de Dios ".

Poco después, fuerzas secretas de representantes de razas inteligentes fueron enviadas a la Tierra para monitorear la situación y evitar una mayor destrucción electromagnética de la red universal"

La introducción entre comillas parece una trama de ciencia ficción, pero esta es exactamente la conclusión que se puede sacar después de leer este artículo científico. La presencia de esta red que impregna todo el Universo podría explicar mucho, por ejemplo, el fenómeno OVNI, su elusividad e invisibilidad, posibilidades increíbles, y además, indirectamente, esta teoría del "cuerpo de Dios" nos da una confirmación real de que existe vida después de la muerte.

Estamos en la etapa inicial de desarrollo y de hecho somos "seres preinteligentes" y quién sabe si podemos encontrar la fuerza para convertirnos en una raza verdaderamente inteligente.

Los astrónomos han descubierto que los campos magnéticos impregnan la mayor parte del cosmos. Las líneas de campo magnético latente se extienden durante millones de años luz por todo el universo.

Cada vez que los astrónomos encuentran una nueva forma de buscar campos magnéticos en regiones del espacio cada vez más distantes, inexplicablemente los encuentran.

Estos campos de fuerza son las mismas entidades que rodean la Tierra, el Sol y todas las galaxias. Hace veinte años, los astrónomos comenzaron a detectar magnetismo que impregnaba cúmulos enteros de galaxias, incluido el espacio entre una galaxia y la siguiente. Las líneas de campo invisibles barren el espacio intergaláctico.

El año pasado, los astrónomos finalmente lograron explorar una región mucho más delgada del espacio: el espacio entre los cúmulos de galaxias. Allí descubrieron el campo magnético más grande: 10 millones de años luz de espacio magnetizado, que abarca toda la longitud de este "filamento" de la red cósmica. Ya se ha visto un segundo filamento magnetizado en otras partes del espacio utilizando las mismas técnicas. “Probablemente solo estamos mirando la punta del iceberg”, dijo Federica Govoni del Instituto Nacional de Astrofísica en Cagliari, Italia, que lideró la primera detección.

Surge la pregunta: ¿de dónde proceden estos enormes campos magnéticos?

"Claramente no puede estar relacionado con la actividad de galaxias individuales o explosiones individuales o, no sé, vientos de supernovas", dijo Franco Vazza, astrofísico de la Universidad de Bolonia que hace simulaciones por computadora modernas de campos magnéticos cósmicos. esta."

Una posibilidad es que el magnetismo cósmico sea primario y se remonta al nacimiento del universo. En este caso, el magnetismo débil debería existir en todas partes, incluso en los "vacíos" de la red cósmica, las regiones más oscuras y vacías del Universo. El magnetismo omnipresente sembraría campos más fuertes que florecieron en galaxias y cúmulos.

El magnetismo primario también podría ayudar a resolver otro acertijo cosmológico conocido como el estrés de Hubble, posiblemente el tema más candente en cosmología.

El problema subyacente a la tensión del Hubble es que el universo parece expandirse significativamente más rápido de lo esperado a partir de sus componentes conocidos. En un artículo publicado en línea en abril y revisado junto con Physical Review Letters, los cosmólogos Karsten Jedamzik y Levon Poghosyan argumentan que los campos magnéticos débiles en el universo temprano conducirán a la tasa más rápida de expansión cósmica vista hoy.

El magnetismo primitivo alivia la tensión de Hubble con tanta facilidad que el artículo de Jedamzik y Poghosyan llamó la atención de inmediato. "Este es un gran artículo y una idea", dijo Mark Kamionkowski, cosmólogo teórico de la Universidad Johns Hopkins que ha propuesto otras soluciones a la tensión del Hubble.

Kamenkovsky y otros dicen que se necesitan más pruebas para garantizar que el magnetismo temprano no confunda otros cálculos cosmológicos. E incluso si esta idea funciona en el papel, los investigadores deberán encontrar evidencia convincente del magnetismo primordial para estar seguros de que fue el agente ausente el que dio forma al universo.

Sin embargo, en todos estos años de conversaciones sobre la tensión del Hubble, quizás sea extraño que nadie haya considerado el magnetismo antes. Según Poghosyan, profesor de la Universidad Simon Fraser en Canadá, la mayoría de los cosmólogos apenas piensan en el magnetismo. "Todo el mundo sabe que este es uno de esos grandes misterios", dijo. Pero durante décadas, no ha habido forma de saber si el magnetismo es realmente omnipresente y, por lo tanto, el componente principal del cosmos, por lo que los cosmólogos han dejado de prestar atención en gran medida.

Mientras tanto, los astrofísicos continuaron recopilando datos. El peso de la evidencia hizo que la mayoría sospechara que el magnetismo está presente en todas partes.

Alma Magnética del Universo

En 1600, el científico inglés William Gilbert, al estudiar los depósitos minerales, rocas naturalmente magnetizadas que los humanos han creado en brújulas durante milenios, concluyó que su fuerza magnética "imita al alma". "Asumió correctamente que la Tierra misma es". Un gran imán, "y que los pilares magnéticos" miran hacia los polos de la Tierra ".

Los campos magnéticos se generan cada vez que fluye una carga eléctrica. El campo de la Tierra, por ejemplo, proviene de su "dínamo" interna, una corriente de hierro líquido, hirviendo en su núcleo. Los campos de los imanes de nevera y las columnas magnéticas provienen de electrones que orbitan alrededor de sus átomos constituyentes.

Sin embargo, tan pronto como un campo magnético "semilla" emerge de partículas cargadas en movimiento, puede volverse más grande y más fuerte si se combinan campos más débiles. El magnetismo "es un poco como un organismo vivo", dijo Torsten Enslin, un astrofísico teórico. en el Instituto de Astrofísica Max Planck en Garching, Alemania, porque los campos magnéticos aprovechan todas las fuentes libres de energía a las que pueden aferrarse y de las que pueden crecer. Pueden extenderse e influir en otras áreas con su presencia, donde también crecen”.

Ruth Durer, cosmóloga teórica de la Universidad de Ginebra, explicó que el magnetismo es la única fuerza, además de la gravedad, que puede dar forma a la estructura a gran escala del cosmos, porque solo el magnetismo y la gravedad pueden "alcanzarnos" a grandes distancias. La electricidad, en cambio, es local y de corta duración, ya que las cargas positivas y negativas en cualquier región serán neutralizadas en su conjunto. Pero no puede cancelar los campos magnéticos; tienden a doblarse y sobrevivir.

Sin embargo, a pesar de todo su poder, estos campos de fuerza tienen un perfil bajo. Son inmateriales y solo se perciben cuando actúan sobre otras cosas.“No se puede simplemente fotografiar un campo magnético; no funciona de esa manera , dijo Reinu Van Veren, un astrónomo de la Universidad de Leiden que participó en el reciente descubrimiento de filamentos magnetizados.

En un artículo del año pasado, Wang Veren y 28 coautores plantearon la hipótesis de un campo magnético en el filamento entre los cúmulos de galaxias Abell 399 y Abell 401 según la forma en que el campo redirige los electrones de alta velocidad y otras partículas cargadas que lo atraviesan. A medida que sus trayectorias giran en el campo, estas partículas cargadas emiten una débil "radiación de sincrotrón".

La señal de sincrotrón es más fuerte a bajas frecuencias de radio, lo que la prepara para la detección con LOFAR, un conjunto de 20.000 antenas de radio de baja frecuencia repartidas por toda Europa.

En realidad, el equipo recopiló datos del filamento en 2014 durante un período de ocho horas, pero los datos se mantuvieron en espera mientras la comunidad de radioastronomía pasó años descubriendo cómo mejorar la calibración de las mediciones de LOFAR. La atmósfera de la Tierra refracta las ondas de radio que la atraviesan, por lo que LOFAR ve el espacio como desde el fondo de una piscina. Los investigadores resolvieron el problema rastreando las fluctuaciones de las "balizas" en el cielo (emisores de radio con ubicaciones conocidas con precisión) y corrigiendo las fluctuaciones para desbloquear todos los datos. Cuando aplicaron el algoritmo de eliminación de borrosidad a los datos del filamento, inmediatamente vieron brillar la radiación de sincrotrón.

El filamento parece magnetizado en todas partes, no solo cerca de los cúmulos de galaxias que se mueven entre sí desde ambos extremos. Los investigadores esperan que el conjunto de datos de 50 horas que están analizando actualmente revele más detalles. Recientemente, observaciones adicionales han encontrado campos magnéticos que se propagan a lo largo de toda la longitud del segundo filamento. Los investigadores planean publicar este trabajo pronto.

La presencia de enormes campos magnéticos en al menos estos dos hilos proporciona nueva información importante. "Causó bastante actividad", dijo Wang Veren, "porque ahora sabemos que los campos magnéticos son relativamente fuertes".

Luz a través del vacío

Si estos campos magnéticos se originaron en el universo infantil, surge la pregunta: ¿cómo? “La gente ha estado pensando en este tema durante mucho tiempo”, dijo Tanmai Vachaspati de la Universidad Estatal de Arizona.

En 1991, Vachaspati sugirió que los campos magnéticos podrían haber surgido durante una transición de fase electrodébil, el momento, una fracción de segundo después del Big Bang, cuando las fuerzas electromagnéticas y nucleares débiles se volvieron distinguibles. Otros han sugerido que el magnetismo se materializó microsegundos más tarde, cuando se formaron los protones. O poco después: el fallecido astrofísico Ted Harrison argumentó en 1973 en la teoría primordial de la magnetogénesis que un plasma turbulento de protones y electrones pudo haber causado la aparición de los primeros campos magnéticos. Sin embargo, otros han sugerido que este espacio se había magnetizado incluso antes de todo esto, durante la inflación cósmica, una expansión explosiva del espacio que supuestamente saltó hacia arriba y lanzó el Big Bang en sí. También es posible que esto no sucediera hasta que las estructuras crecieron mil millones de años después.

La forma de probar las teorías de la magnetogénesis es estudiar la estructura de los campos magnéticos en las regiones más prístinas del espacio intergaláctico, como las partes silenciosas de los filamentos y aún más vacíos vacíos. Ciertos detalles, por ejemplo, si las líneas de campo son suaves, espirales o "curvadas en todas direcciones, como una bola de hilo o algo más" (según Vachaspati), y cómo cambia la imagen en diferentes lugares y a diferentes escalas. Llevan información rica que se puede comparar con la teoría y el modelado. Por ejemplo, si se crearon campos magnéticos durante una transición de fase electrodébil, como sugiere Vachaspati, entonces las líneas de fuerza resultantes deberían ser espirales, "como un sacacorchos", dijo.

El problema es que es difícil detectar campos de fuerza que no tienen nada sobre lo que presionar.

Un método, iniciado por el científico inglés Michael Faraday en 1845, detecta un campo magnético por la forma en que gira la dirección de polarización de la luz que lo atraviesa. La cantidad de "rotación de Faraday" depende de la fuerza del campo magnético y la frecuencia de la luz. Por lo tanto, midiendo la polarización a diferentes frecuencias, puede inferir la fuerza del magnetismo a lo largo de la línea de visión. "Si lo hace desde diferentes lugares, puede hacer un mapa en 3D", dijo Enslin.

Los investigadores han comenzado a tomar medidas aproximadas de la rotación de Faraday con LOFAR, pero el telescopio tiene problemas para detectar una señal extremadamente débil. Valentina Vacca, astrónoma y colega de Govoni en el Instituto Nacional de Astrofísica, desarrolló un algoritmo hace unos años para procesar estadísticamente señales finas de rotación de Faraday sumando muchas dimensiones de espacios vacíos. "Básicamente, esto se puede utilizar para huecos", dijo Wakka.

Pero el método de Faraday realmente despegará cuando se lance en 2027 el radiotelescopio de próxima generación, un gigantesco proyecto internacional llamado "matriz de kilómetros cuadrados". "SKA tiene que crear una parrilla de Faraday fantástica", dijo Enslin.

Hasta ahora, la única evidencia de magnetismo en los vacíos es que los observadores no pueden ver cuando miran objetos llamados blazares ubicados detrás de los vacíos.

Los blazares son haces brillantes de rayos gamma y otras fuentes energéticas de luz y materia, alimentados por agujeros negros supermasivos. Cuando los rayos gamma viajan a través del espacio, a veces chocan con microondas antiguas, lo que da como resultado un electrón y un positrón. Estas partículas luego silban y se convierten en rayos gamma de baja energía.

Pero si la luz de un blazar atraviesa un vacío magnetizado, los rayos gamma de baja energía parecerán estar ausentes, razonaron Andrei Neronov y Yevgeny Vovk del Observatorio de Ginebra en 2010. El campo magnético desviará electrones y positrones de la línea de visión. Cuando se descomponen en rayos gamma de baja energía, esos rayos gamma no se dirigirán hacia nosotros.

De hecho, cuando Neronov y Vovk analizaron datos de un blazar convenientemente ubicado, vieron sus rayos gamma de alta energía, pero no la señal de rayos gamma de baja energía. “Es una falta de señal, que es una señal”, dijo Vachaspati.

Es poco probable que la falta de señal sea un arma humeante, y se han propuesto explicaciones alternativas para los rayos gamma que faltan. Sin embargo, las observaciones posteriores apuntan cada vez más a la hipótesis de Neronov y Vovk de que los vacíos están magnetizados. “Esta es la opinión de la mayoría, - dijo Durero. De manera más convincente, en 2015, un equipo superpuso muchas dimensiones de blazares detrás de los vacíos y logró provocar el débil halo de rayos gamma de baja energía alrededor de los blazers. El efecto es exactamente lo que uno esperaría si las partículas fueran dispersadas por campos magnéticos débiles, que miden solo alrededor de una millonésima parte de un billón de la fuerza de un imán de refrigerador.

El mayor misterio de la cosmología

Es sorprendente que esta cantidad de magnetismo primordial pueda ser exactamente lo que se necesita para resolver la tensión de Hubble, el problema de la expansión sorprendentemente rápida del universo.

Esto es lo que Poghosyan se dio cuenta cuando vio las recientes simulaciones por computadora de Carsten Jedamzik de la Universidad de Montpellier en Francia y sus colegas. Los investigadores agregaron campos magnéticos débiles a un universo joven simulado y lleno de plasma y encontraron que los protones y electrones en el plasma volaban a lo largo de las líneas del campo magnético y se acumulaban en áreas de intensidad de campo más débil. Este efecto de agrupamiento hizo que los protones y los electrones se combinaran para formar hidrógeno, un cambio de fase temprano conocido como recombinación, antes de lo que podrían haberlo hecho.

Poghosyan, leyendo el artículo de Jedamzik, se dio cuenta de que esto podría aliviar la tensión de Hubble. Los cosmólogos están calculando qué tan rápido debería expandirse el espacio hoy al observar la luz antigua emitida durante la recombinación. La luz revela un universo joven salpicado de manchas que se formaron a partir de ondas de sonido que salpicaban el plasma primordial. Si la recombinación se produjo antes de lo esperado debido al efecto del engrosamiento de los campos magnéticos, entonces las ondas sonoras no podrían propagarse tan lejos y las gotas resultantes serían más pequeñas. Esto significa que los puntos que vemos en el cielo desde la recombinación deberían estar más cerca de nosotros de lo que suponían los investigadores. La luz que emana de los grupos tuvo que viajar una distancia más corta para alcanzarnos, lo que significa que la luz tuvo que viajar a través de un espacio en expansión más rápida. “Es como intentar correr sobre una superficie en expansión; cubre una distancia más corta, - dijo Poghosyan.

El resultado es que las gotas más pequeñas significan una mayor velocidad estimada de expansión cósmica, lo que acerca la velocidad estimada mucho más a medir la rapidez con la que las supernovas y otros objetos astronómicos parecen estar volando separándose.

"Pensé, guau", dijo Poghosyan, "esto puede indicarnos la presencia real de [campos magnéticos]. Así que le escribí de inmediato a Carsten". Los dos se conocieron en Montpellier en febrero, justo antes del cierre de la prisión, y sus cálculos mostraron que, de hecho, la cantidad de magnetismo primario necesario para resolver el problema de tensión del Hubble también es consistente con las observaciones del blazar y el tamaño supuesto de los campos iniciales. necesitaba desarrollar enormes campos magnéticos, cubriendo cúmulos de galaxias y filamentos. "Entonces, todo converge de alguna manera", dijo Poghosyan, "si resulta ser cierto".