您的位置:首頁»生活常識»正文

科學家:「時空折疊」喚醒了宇宙中的磁場

宇宙中遍布著磁場。 但是科學家對磁場的產生原因卻還沒有完全了解。 像地球、行星或恒星這樣「較小」天體的磁場, 是電流在它們內部運動的產物;星云、超新星遺跡、原行星盤的弱磁場是帶電粒子在空間中復雜流動的產物;但更大的天體結構如星系、星系團也有磁場, 它們的磁場又是如何產生的呢?

星系、星系團的磁場非常微弱, 強度只有地球磁場的百萬分之一;然而它們極其龐大, 大得令人生畏。 一些星系團的磁場可以綿延數千萬光年。

磁場的本質是帶電粒子相對于觀察者運動所表現出來的一種性質。 但是在宇宙的早期階段, 在首批恒星和星系出現之前, 宇宙中的物質都是不帶電的。 不帶電的中性氣體不可能自己產生磁場;理論上沒有磁場恒星也無法形成。 所以一定是宇宙以某種方式觸發了最初的磁場。 一旦宇宙有了最初的磁場,

中性氣體變成等離子體后, 磁場就可以被放大。 但宇宙最初的磁場又是怎麼出現的呢?

關于這個問題最離奇的一種說法是:它是宇宙時空「折疊」, 亦即是「宇宙弦」的產物。

「宇宙弦」是一種目前僅存在于理論上的神秘「物體」。 理論上, 在很久以前, 在宇宙形成不足一秒的時候, 宇宙經歷過數次劇烈的「相變」。 通過這一系列的「相變」, 原本統一在一起的四大基本作用力:引力、強互作用力、弱互作用力和電磁力發生了分化。

而每當一種基本作用力被分化, 時空就會在最基本的層面上進行「重組」。 這種「重組」不是完美的, 它會在時空中留下「瑕疵」。 在這些「瑕疵」中, 有一些只有一個維度, 就像是紙上的「折痕」。 它們就是「宇宙弦」。

「宇宙弦」假說最早在上世紀70年代就已提出, 但至今仍沒有獲得觀測證據。 不過「宇宙弦」依然是早期宇宙理論中的一個「一般性」預言。

理論上「宇宙弦」會有一些非常離奇的特性。 由于它們「折疊」了時空, 宇宙飛船如果繞行「宇宙弦」飛行一圈, 當它回到起點后, 會發現這一圈不足360度。

「宇宙弦」還會以光速震動, 偶爾還會形成閉環, 并在產生大量輻射后消亡。

「宇宙弦」會四處游蕩, 會在身后的時空中留下「漣漪」——引力波的「漣漪」。 而每當「宇宙弦」穿越等離子體, 時空中的「漣漪」就會改變等離子體在小尺度上的溫度和密度, 這樣的差異會導致電荷開始運動, 磁場就這樣出現了。 最初的磁場不會太強, 強度不會超過地球磁場的一億分之一, 但作為「種子」, 已經足夠了。

「宇宙弦」離開后, 等離子體會被壓縮, 并孕育出恒星、星系和星系團。 最初的磁場也會被逐漸放大, 一步步演化成今天這個樣子。

非常完美的推論, 只有一個缺陷:我們不知道「宇宙弦」是否真的存在。 不過科學家認為, 我們可以通過探測「宇宙弦」喚醒磁場時留下的蛛絲馬跡, 也就是它在時空中產生的「漣漪」——引力波, 來感知它們。

Next Article
喜欢就按个赞吧!!!
点击关闭提示