ریسمان های عجیبی که جهان را مغناطیسی کرده اند
نیو وبلاگ: نیو وبلاگ: پژوهشگران در یک مقاله جدید این مساله را مطرح کرده اند که ˮریسمان های کیهانیˮ احتمالاً میدان های مغناطیسی جهان را شکل داده اند.
به گزارش نیو وبلاگ به نقل از ایسنا و به نقل از اسپیس، "ریسمان های کیهانی"(Cosmic Strings)، چین و چروک های عجیب و غریب در فضا-زمان هستند. پژوهش های جدید نشان می دهند همانطور که ریسمان های کیهانی به جا مانده از اولین لحظات "انفجار بزرگ" یا "بیگ بنگ"(Big Bang) حرکت می کنند، ممکنست موجب شکل گیری میدان های مغناطیسی بدنبال خود شوند. دانشمندان در مقاله جدیدی مطرح کرده اند که این میدان های مغناطیسی احتمالاً جهان را در خود فروبرده اند و در نتیجه، "مغناطش"(Magnetization) کهکشان ها و خوشه ها را توضیح می دهند.
تقریباً هر جرم قابل توجهی در کیهان، میزبان میدان مغناطیسی است. اجرام کوچک تر مانند سیارات و ستارگان، میدان های مغناطیسی خودرا در داخل خود تولید می کنند که جریان های چرخشی پلاسمای حامله الکتریکی در آنجا، میدان های مغناطیسی ضعیف را مجبور می کنند که گرفتار تاشدگی شوند.
ستاره شناسان در مقیاس های بزرگ تر، میدان های مغناطیسی را در داخل سحابی ها، بقایای ابرنواخترها و قرص های پیش سیاره ای مشاهده کرده اند. در این موارد، جریان های پیچیده ذرات حامله می توانند میدان های ضعیفی را ایجاد کنند.
تعدادی از بزرگترین اجرام جهان مانند کهکشان ها و خوشه های کهکشانی، میدان مغناطیسی را نیز حفظ می کنند. آنها بطور معمول بسیار ضعیف و حدود یک میلیونیوم میدان مغناطیسی زمین هستند اما بسیار زیاد هستند و در بعضی موارد تا میلیونها سال نوری امتداد دارند.
ستاره شناسان دقیقا مطمئن نیستند که کهکشان ها و خوشه ها چگونه میدان مغناطیسی خودرا به دست می آورند. برای ایجاد میدان مغناطیسی، به ذرات حامله نیاز دارید که با هم حرکت کنند اما در مراحل اولیه گسترش کیهان، قبل از ظهور اولین ستاره ها و کهکشان ها، کیهان از نظر الکتریکی خنثی بود. یک گاز خنثی به تنهایی نمی تواند میدان مغناطیسی تولید کند؛ بدین سبب جهان مجبور شد یک میدان مغناطیسی را بوجود آورد.
هنگامی که جهان آن میدان مغناطیسی اولیه را به دست آورد و تکامل جهان، گاز خنثی را به یک پلاسمای حامله الکتریکی تبدیل کرد، توانست آنرا تقویت کند اما منبع اولین میدان مغناطیسی برای چندین دهه، یک معمای ماندگار در نجوم بوده است.
ریسمان های کیهانی درهم پیچیده
پژوهشگران در این مقاله جدید که در سرور پیش چاپ "arXiv" به چاپ رسیده است، آنچه را که شاید عجیب ترین توضیح برای منبع میدان مغناطیسی اولیه کیهان باشد، پیشنهاد کرده اند. این توضیح عجیب، ریسمان های کیهانی هستند.
ریسمان های کیهانی، اجرام نظری هستند که خیلی از ستاره شناسان معتقدند در اوایل جهان شکل گرفته اند. زمانی که کیهان ما کمتر از یک ثانیه عمر داشت، چندین مرحله از تبدیل فاز خشونت آمیز را پشت سر گذاشت. در زمان های اولیه، هر چهار نیروی طبیعت در یک نیروی واحد متحد شده بودند. این تبدیل فاز، نیروی یکپارچه را گرفت و آنرا به نیروهای گرانش، نیروی هسته ای قوی، نیروی هسته ای ضعیف و الکترومغناطیس تقسیم کرد.
با بروز هر شکاف در نیروها، خلاء اساسی فضا-زمان خودرا باردیگر پیکربندی می کرد اما ممکنست این پروسه کاملا هموار یا کامل نبوده باشد و ممکنست نقص هایی در فضا-زمان ظاهر شده باشد. تعدادی از این نقص ها بصورت چین های یک بعدی در فضا ظاهر می شدند که مانند چین و چروک در یک تکه کاغذ بودند. این چین و چروک ها، ریسمان های کیهانی هستند.
ستاره شناسان از زمانی که ریسمان های کیهانی در دهه ۱۹۷۰ نظریه پردازی شدند، بدنبال آن بوده اند. همه جستجوها تا حالا بی نتیجه بوده اند. با این وجود، بنظر می رسد که ریسمان های کیهانی، یک پیش بینی عمومی از همه نظریه های ما در مورد جهان اولیه هستند.
اگر ریسمان های کیهانی وجود داشته باشند، واقعا بسیار عجیب خواهند بود. به عنوان مثال، به سبب روش منحصربه فردی که در تاشدگی فضا-زمان تاثیر می گذارد، اگر بخواهید بصورت دایره ای به دور یک نقطه سفر کنید، وقتی سفر خودرا کامل کردید و به نقطه شروع خود بازگشتید، متوجه می شوید که کمتر از ۳۶۰ درجه سفر کرده اید. ریسمان های کیهانی نیز می توانند ارتعاش داشته باشند و با امواجی همراه شوند که با سرعت نور در طول خود به سمت بالا و پایین حرکت می کنند و گهگاه حلقه هایی را می سازند که خودرا تا حد مرگ در یک جنون تشعشع مرتعش می کنند.
ایجاد مغناطش
نویسندگان این مقاله، از خواص منحصربه فرد ریسمان های کیهانی برای تبدیل کردن آنها به مولد میدان های مغناطیسی استفاده کردند. ایده این است که همان گونه که ریسمان های کیهانی حرکت می کنند، امواجی را در بافت فضا-زمان از خود بجای می گذارند؛ مانند موج هایی که در پی یک قایق پرسرعت ایجاد می شوند.
اگر یک ریسمان کیهانی از پلاسما عبور کرده باشد، آن امواج در فضا-زمان توانسته اند دما و چگالی حفره های کوچک پلاسما را تغییر دهند. این تفاوت ها، بارهای الکتریکی را به حرکت درآورده اند و توانسته اند به شروع یک میدان مغناطیسی کمک کنند. آن میدان های مغناطیسی خیلی قوی نبوده اند اما کافی بوده اند.
هنگامی که ریسمان های کیهانی منطقه را ترک کردند، پلاسمای باقیمانده احتمالاً فشرده و سرد شده و ستاره ها، کهکشان ها و خوشه ها را ایجاد کرده است. همانطور که پلاسما فشرده شد، توانست آن میدان اولیه را به نقاط قوتی تبدیل کند که امروز ستاره شناسان آنها را می بینند.
بااینکه این فرضیه جالب است اما یک مشکل اساسی دارد. مشکل این است که ما هنوز نمی دانیم ریسمان های کیهانی وجود دارند یا خیر. نویسندگان مقاله به این نکته پرداختند و به نشانه بالقوه رصد رشته های کیهانی اشاره کردند. همان موج هایی که میدان های مغناطیسی در پلاسما ایجاد می کنند، مدت ها بعد از خروج ریسمان کیهانی ادامه می یابند. در نهایت، موج ها به شکل امواج گرانشی روی زمین می نشینند.
اگر ریسمان های کیهانی کافی در جهان اولیه وجود داشت، ممکن بود بقایای آنها را با نسل بعدی آشکارسازهای امواج گرانشی مشاهده نماییم. زمانی که بدانیم ریسمان های کیهانی واقعا در نقطه ای وجود داشته اند، ممکنست در نهایت بفهمیم که چه چیزی موجب مغناطیسی شدن جهان شده است.
منبع: نیو وبلاگ
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب