Elektromagnetische Theorie über die Seele des Universums

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

„1945, Ortszeit, detonierte eine primitive Spezies von vorintelligenten Primaten auf dem Planeten Erde das erste thermonukleare Gerät., das die mystischeren Rassen „den Körper Gottes“nennen.

Kurz darauf wurden geheime Kräfte von Vertretern intelligenter Rassen zur Erde geschickt, um die Situation zu überwachen und eine weitere elektromagnetische Zerstörung des universellen Netzwerks zu verhindern

Die Einleitung in Anführungszeichen sieht aus wie eine Handlung für Science-Fiction, aber genau das ist die Schlussfolgerung, die man nach der Lektüre dieses wissenschaftlichen Artikels ziehen kann. Die Anwesenheit dieses Netzwerks, das das gesamte Universum durchdringt, könnte vieles erklären - zum Beispiel das UFO-Phänomen, ihre Flüchtigkeit und Unsichtbarkeit, unglaubliche Möglichkeiten, und außerdem gibt uns diese Theorie des "Körpers Gottes" indirekt eine echte Bestätigung, dass es gibt Leben nach dem Tod.

Wir befinden uns in der Anfangsphase der Entwicklung und tatsächlich sind wir "vorintelligente Wesen" und wer weiß, ob wir die Kraft aufbringen können, eine wirklich intelligente Rasse zu werden.

Astronomen haben herausgefunden, dass Magnetfelder den größten Teil des Kosmos durchdringen. Latente magnetische Feldlinien erstrecken sich über Millionen von Lichtjahren über das gesamte Universum.

Jedes Mal, wenn Astronomen einen neuen Weg finden, um in immer weiter entfernten Regionen des Weltraums nach Magnetfeldern zu suchen, finden sie sie aus unerklärlichen Gründen.

Diese Kraftfelder sind dieselben Einheiten, die die Erde, die Sonne und alle Galaxien umgeben. Vor zwanzig Jahren begannen Astronomen, Magnetismus zu entdecken, der ganze Galaxienhaufen durchdringt, einschließlich des Raums zwischen einer Galaxie und der nächsten. Unsichtbare Feldlinien ziehen durch den intergalaktischen Raum.

Letztes Jahr gelang es Astronomen endlich, eine viel dünnere Region des Weltraums zu erkunden - den Raum zwischen Galaxienhaufen. Dort entdeckten sie das größte Magnetfeld: 10 Millionen Lichtjahre magnetisierten Raum, der sich über die gesamte Länge dieses "Filaments" des kosmischen Netzes erstreckt. Ein zweiter magnetisierter Glühfaden wurde bereits an anderer Stelle im Weltraum mit den gleichen Techniken gesehen. „Wir betrachten wahrscheinlich nur die Spitze des Eisbergs“, sagte Federica Govoni vom National Institute of Astrophysics in Cagliari, Italien, das die erste Entdeckung leitete.

Es stellt sich die Frage: Woher kommen diese riesigen Magnetfelder?

„Es kann eindeutig nicht mit der Aktivität einzelner Galaxien oder einzelner Explosionen oder, ich weiß nicht, Winden von Supernovae in Verbindung gebracht werden“, sagte Franco Vazza, Astrophysiker an der Universität Bologna, der moderne Computersimulationen kosmischer Magnetfelder durchführt Dies."

Eine Möglichkeit ist, dass der kosmische Magnetismus primär ist und bis zur Geburt des Universums zurückreicht. In diesem Fall sollte überall schwacher Magnetismus existieren, sogar in den „Leeren“des kosmischen Netzes – den dunkelsten, leersten Regionen des Universums. Der allgegenwärtige Magnetismus würde stärkere Felder säen, die in Galaxien und Haufen gedeihen.

Primärer Magnetismus könnte auch dazu beitragen, ein weiteres kosmologisches Rätsel zu lösen, das als Hubble-Stress bekannt ist – das wohl heißeste Thema in der Kosmologie.

Das Problem, das der Hubble-Spannung zugrunde liegt, besteht darin, dass sich das Universum deutlich schneller ausdehnt, als es von seinen bekannten Komponenten erwartet wird. In einem im April online veröffentlichten und in Verbindung mit Physical Review Letters besprochenen Artikel argumentieren die Kosmologen Karsten Jedamzik und Levon Poghosyan, dass schwache Magnetfelder im frühen Universum zu der heute schnelleren kosmischen Expansion führen werden.

Primitiver Magnetismus löst Hubbles Anspannung so leicht, dass der Artikel von Jedamzik und Poghosyan sofort auffiel. „Dies ist ein großartiger Artikel und eine großartige Idee“, sagte Mark Kamionkowski, ein theoretischer Kosmologe an der Johns Hopkins University, der andere Lösungen für die Hubble-Spannung vorgeschlagen hat.

Kamenkovsky und andere sagen, dass weitere Tests erforderlich sind, um sicherzustellen, dass der frühe Magnetismus andere kosmologische Berechnungen nicht durcheinander bringt. Und selbst wenn diese Idee auf dem Papier funktioniert, müssen die Forscher zwingende Beweise für den ursprünglichen Magnetismus finden, um sicher zu sein, dass es der abwesende Faktor war, der das Universum geformt hat.

In all den Jahren, in denen über die Hubble-Spannung gesprochen wurde, ist es jedoch vielleicht seltsam, dass noch niemand über Magnetismus nachgedacht hat. Laut Poghosyan, Professor an der Simon Fraser University in Kanada, denken die meisten Kosmologen kaum über Magnetismus nach. „Jeder weiß, dass dies eines dieser großen Geheimnisse ist“, sagte er. Aber seit Jahrzehnten gab es keine Möglichkeit zu sagen, ob Magnetismus tatsächlich allgegenwärtig und damit der Hauptbestandteil des Kosmos ist, sodass Kosmologen weitgehend aufgehört haben, darauf zu achten.

Währenddessen sammelten Astrophysiker weiterhin Daten. Das Gewicht der Beweise ließ die meisten von ihnen vermuten, dass Magnetismus tatsächlich überall vorhanden ist.

Magnetische Seele des Universums

Im Jahr 1600 kam der englische Wissenschaftler William Gilbert bei der Untersuchung von Mineralvorkommen – natürlich magnetisierte Gesteine, die Menschen seit Jahrtausenden in Kompassen geschaffen haben – zu dem Schluss, dass ihre magnetische Kraft „die Seele nachahmt“. „und dass die magnetischen Säulen“auf die Pole der Erde gerichtet sind.“

Magnetfelder werden immer dann erzeugt, wenn eine elektrische Ladung fließt. Das Erdfeld zum Beispiel kommt von ihrem inneren "Dynamo" - einem Strom aus flüssigem Eisen, das in seinem Kern brodelt. Die Felder von Kühlschrankmagneten und Magnetsäulen stammen von Elektronen, die ihre Atome umkreisen.

Sobald jedoch aus geladenen Teilchen in Bewegung ein „Seed“-Magnetfeld entsteht, kann es größer und stärker werden, wenn schwächere Felder damit kombiniert werden. Magnetismus „ist ein bisschen wie ein lebender Organismus“, sagt Torsten Enslin, theoretischer Astrophysiker am Institut für Astrophysik Max Planck in Garching, Deutschland - weil Magnetfelder jede freie Energiequelle erschließen, an der sie sich festhalten und aus der sie wachsen können. Sie können durch ihre Anwesenheit andere Bereiche ausbreiten und beeinflussen, wo sie auch wachsen.“

Ruth Dürer, theoretische Kosmologin an der Universität Genf, erklärte, dass Magnetismus neben der Schwerkraft die einzige Kraft ist, die die großräumige Struktur des Kosmos formen kann, weil nur Magnetismus und Schwerkraft einen über große Entfernungen „erreichen“können. Elektrizität hingegen ist lokal und kurzlebig, da die positiven und negativen Ladungen in jeder Region als Ganzes neutralisiert werden. Aber Sie können Magnetfelder nicht aufheben; sie neigen dazu, sich zu falten und zu überleben.

Doch bei aller Macht haben diese Kraftfelder ein niedriges Profil. Sie sind immateriell und werden nur wahrgenommen, wenn sie auf andere Dinge wirken.„Man kann nicht einfach ein Magnetfeld fotografieren; so funktioniert es nicht , sagte Reinu Van Veren, ein Astronom an der Universität Leiden, der kürzlich an der Entdeckung magnetisierter Filamente beteiligt war.

In einer Veröffentlichung im letzten Jahr stellten Wang Veren und 28 Co-Autoren die Hypothese auf, dass ein Magnetfeld im Filament zwischen den Galaxienhaufen Abell 399 und Abell 401 dadurch entsteht, wie das Feld Hochgeschwindigkeitselektronen und andere geladene Teilchen, die es passieren, umlenkt. Da sich ihre Flugbahnen im Feld drehen, senden diese geladenen Teilchen schwache "Synchrotronstrahlung" aus.

Das Synchrotronsignal ist bei niedrigen Funkfrequenzen am stärksten, sodass es mit LOFAR, einem Array von 20.000 in ganz Europa verstreuten Niederfrequenz-Funkantennen, erkannt werden kann.

Das Team sammelte bereits 2014 Daten aus dem Filament über einen achtstündigen Abschnitt, aber die Daten wurden auf Eis gelegt, als die Radioastronomie-Community Jahre damit verbrachte, herauszufinden, wie die Kalibrierung der LOFAR-Messungen verbessert werden kann. Die Erdatmosphäre bricht durch sie hindurchtretende Radiowellen, sodass LOFAR den Weltraum wie vom Boden eines Schwimmbeckens betrachtet. Die Forscher lösten das Problem, indem sie die Schwankungen der „Beacons“am Himmel – Funksender mit genau bekanntem Standort – verfolgten und die Schwankungen korrigierten, um alle Daten freizugeben. Als sie den Deblurring-Algorithmus auf die Filamentdaten anwandten, sahen sie sofort die Synchrotronstrahlung leuchten.

Das Filament sieht überall magnetisiert aus, nicht nur in der Nähe von Galaxienhaufen, die sich von beiden Enden aufeinander zubewegen. Die Forscher hoffen, dass der 50-Stunden-Datensatz, den sie derzeit analysieren, mehr Details aufzeigen wird. Kürzlich haben zusätzliche Beobachtungen ergeben, dass sich Magnetfelder über die gesamte Länge des zweiten Filaments ausbreiten. Die Forscher planen, diese Arbeit demnächst zu veröffentlichen.

Das Vorhandensein enormer Magnetfelder in mindestens diesen beiden Strängen liefert wichtige neue Informationen. "Es hat ziemlich viel Aktivität verursacht", sagte Wang Veren, "weil wir jetzt wissen, dass die Magnetfelder relativ stark sind."

Licht durch die Leere

Wenn diese Magnetfelder im Säuglingsuniversum entstanden sind, stellt sich die Frage: Wie? „Die Leute haben lange über dieses Thema nachgedacht“, sagte Tanmai Vachaspati von der Arizona State University.

1991 schlug Vachaspati vor, dass Magnetfelder während eines elektroschwachen Phasenübergangs entstanden sein könnten - dem Moment, einen Bruchteil einer Sekunde nach dem Urknall, als elektromagnetische und schwache Kernkräfte unterscheidbar wurden. Andere haben vorgeschlagen, dass Magnetismus Mikrosekunden später materialisierte, als Protonen gebildet wurden. Oder kurz darauf: Der verstorbene Astrophysiker Ted Harrison argumentierte 1973 in der frühesten Urtheorie der Magnetogenese, dass ein turbulentes Plasma aus Protonen und Elektronen das Auftreten der ersten Magnetfelder verursacht haben könnte. Wieder andere haben behauptet, dass dieser Raum schon vorher magnetisiert wurde, während der kosmischen Inflation – einer explosionsartigen Expansion des Raums, die angeblich in die Höhe schoss – der Urknall selbst auslöste. Es ist auch möglich, dass dies erst geschah, als die Strukturen eine Milliarde Jahre später wuchsen.

Die Theorien der Magnetogenese lassen sich testen, indem man die Struktur von Magnetfeldern in den unberührtesten Regionen des intergalaktischen Raums untersucht, wie zum Beispiel in ruhigen Teilen von Filamenten und noch mehr leeren Hohlräumen. Bestimmte Details – zum Beispiel ob die Feldlinien glatt, spiralförmig oder „in alle Richtungen gekrümmt sind, wie ein Garnknäuel oder etwas anderes“(laut Vachaspati) und wie sich das Bild an verschiedenen Orten und in verschiedenen Maßstäben ändert – enthalten reichhaltige Informationen, die mit Theorie und Modellierung verglichen werden können. Wenn zum Beispiel Magnetfelder während eines elektroschwachen Phasenübergangs erzeugt würden, wie von Vachaspati vorgeschlagen, sollten die resultierenden Kraftlinien spiralförmig sein, „wie ein Korkenzieher“, sagte er.

Der Haken daran ist, dass es schwierig ist, Kraftfelder zu erkennen, auf die nichts zu drücken ist.

Eine Methode, die 1845 vom englischen Wissenschaftler Michael Faraday entwickelt wurde, erkennt ein Magnetfeld anhand der Art und Weise, wie es die Polarisationsrichtung des hindurchtretenden Lichts dreht. Der Betrag der "Faraday-Rotation" hängt von der Stärke des Magnetfelds und der Frequenz des Lichts ab. Durch Messung der Polarisation bei verschiedenen Frequenzen können Sie also auf die Stärke des Magnetismus entlang der Sichtlinie schließen. „Wenn Sie dies von verschiedenen Orten aus tun, können Sie eine 3D-Karte erstellen“, sagte Enslin.

Forscher haben begonnen, grobe Messungen der Faradayschen Rotation mit LOFAR durchzuführen, aber das Teleskop hat Probleme, ein extrem schwaches Signal zu erkennen. Valentina Vacca, Astronomin und Kollegin von Govoni am National Institute of Astrophysics, hat vor einigen Jahren einen Algorithmus entwickelt, um feine Faraday-Rotationssignale durch Addition vieler Dimensionen leerer Räume statistisch zu verarbeiten. "Grundsätzlich kann dies für Hohlräume verwendet werden", sagte Wakka.

Aber Faradays Methode wird erst richtig abheben, wenn 2027 das Radioteleskop der nächsten Generation, ein riesiges internationales Projekt namens "Array of Quadratkilometer", gestartet wird. "SKA muss ein fantastisches Faraday-Netz aufbauen", sagte Enslin.

Bisher ist der einzige Beweis für Magnetismus in den Hohlräumen, dass Beobachter nicht sehen können, wenn sie Objekte namens Blazare betrachten, die sich hinter den Hohlräumen befinden.

Blazare sind helle Strahlen aus Gammastrahlen und anderen energetischen Licht- und Materiequellen, die von supermassereichen Schwarzen Löchern angetrieben werden. Wenn Gammastrahlen durch den Weltraum reisen, kollidieren sie manchmal mit alten Mikrowellen, was zu einem Elektron und einem Positron führt. Diese Teilchen zischen dann und verwandeln sich in niederenergetische Gammastrahlen.

Aber wenn das Licht eines Blazars durch eine magnetisierte Leere fällt, dann scheinen niederenergetische Gammastrahlen zu fehlen, argumentierten Andrei Neronov und Yevgeny Vovk von der Genfer Sternwarte im Jahr 2010. Das Magnetfeld lenkt Elektronen und Positronen aus der Sichtlinie ab. Wenn sie in niederenergetische Gammastrahlen zerfallen, werden diese Gammastrahlen nicht auf uns gerichtet.

Als Neronov und Vovk Daten von einem geeignet gelegenen Blazar analysierten, sahen sie seine hochenergetischen Gammastrahlen, aber nicht das niederenergetische Gammastrahlensignal. „Es fehlt ein Signal, und das ist ein Signal“, sagte Vachaspati.

Es ist unwahrscheinlich, dass das fehlende Signal eine rauchende Waffe ist, und es wurden alternative Erklärungen für die fehlenden Gammastrahlen vorgeschlagen. Spätere Beobachtungen weisen jedoch zunehmend auf die Hypothese von Neronov und Vovk hin, dass die Hohlräume magnetisiert sind. „Das ist die Meinung der Mehrheit“, sagte Dürer. Am überzeugendsten war, dass ein Team im Jahr 2015 viele Dimensionen von Blazaren hinter Voids überlagerte und es schaffte, den schwachen Heiligenschein niederenergetischer Gammastrahlen um die Blazer herum zu erzeugen. Der Effekt ist genau das, was man erwarten würde, wenn die Partikel durch schwache Magnetfelder gestreut würden – sie sind nur etwa ein Millionstel Billion so stark wie ein Kühlschrankmagnet.

Das größte Geheimnis der Kosmologie

Es ist auffallend, dass diese Menge an ursprünglichem Magnetismus möglicherweise genau das ist, was benötigt wird, um die Hubble-Spannung zu lösen – das Problem der überraschend schnellen Expansion des Universums.

Das wurde Poghosyan klar, als er die jüngsten Computersimulationen von Carsten Jedamzik von der Universität Montpellier in Frankreich und seinen Kollegen sah. Die Forscher fügten einem simulierten, plasmagefüllten jungen Universum schwache Magnetfelder hinzu und fanden heraus, dass Protonen und Elektronen im Plasma entlang magnetischer Feldlinien flogen und sich in Bereichen schwächster Feldstärke ansammelten. Dieser Klumpeneffekt führte dazu, dass sich die Protonen und Elektronen zu Wasserstoff vereinigen – eine frühe Phasenänderung, die als Rekombination bekannt ist – früher als sie es sonst hätten tun können.

Poghosyan, der den Artikel von Jedamzik las, erkannte, dass dies Hubbles Spannungen lindern könnte. Kosmologen berechnen, wie schnell sich der Weltraum heute ausdehnen sollte, indem sie das bei der Rekombination emittierte uralte Licht beobachten. Das Licht enthüllt ein junges Universum, das mit Klecksen übersät ist, die aus Schallwellen gebildet wurden, die im Urplasma herumspritzen. Wenn die Rekombination aufgrund der Verdickung der Magnetfelder früher als erwartet stattfand, könnten sich die Schallwellen nicht so weit nach vorne ausbreiten und die resultierenden Tropfen wären kleiner. Das bedeutet, dass die Flecken, die wir seit der Rekombination am Himmel sehen, näher bei uns sein sollten, als die Forscher angenommen haben. Das von den Klumpen ausgehende Licht musste eine kürzere Strecke zurücklegen, um uns zu erreichen, was bedeutet, dass das Licht durch den sich schneller ausdehnenden Raum reisen musste. „Es ist, als würde man versuchen, auf einer sich ausdehnenden Oberfläche zu laufen; Sie legen eine kürzere Strecke zurück, - sagte Poghosyan.

Das Ergebnis ist, dass kleinere Tröpfchen eine höhere geschätzte Geschwindigkeit der kosmischen Expansion bedeuten, was die geschätzte Geschwindigkeit viel näher an die Messung heranbringt, wie schnell Supernovae und andere astronomische Objekte tatsächlich auseinander fliegen.

"Ich dachte, wow", sagte Poghosyan, "das könnte uns auf die tatsächliche Anwesenheit von [magnetischen Feldern] hinweisen. Also habe ich sofort an Carsten geschrieben." Die beiden trafen sich im Februar in Montpellier, kurz bevor das Gefängnis geschlossen wurde, und ihre Berechnungen zeigten, dass die Menge an Primärmagnetismus, die zur Lösung des Hubble-Spannungsproblems benötigt wird, tatsächlich auch mit den Beobachtungen des Blazars und der angenommenen Größe der anfänglichen Felder übereinstimmt benötigt, um riesige Magnetfelder zu erzeugen, die Galaxienhaufen und Filamente abdecken. "Also alles konvergiert irgendwie", sagte Poghosyan, "wenn es sich als wahr herausstellt."