Woher kam das Universum Magnetismus?


(ISNS)--am Anfang gab es keine Magnetismus.

Unmittelbar nach dem Urknall enthielt das Universum eine unglaublich heiße Wolke aus elektrisch geladenen Protonen, Elektronen, Helium und Lithium Kernen. Jeder konnte erzeugen magnetische Felder in alle Richtungen, aber diese Felder komplett zunichte gemacht, einander in die glatte, gleichmäßige Gas des frühen Kosmos.

Wie entstanden die mächtigen, Universum-shaping Kräfte des primordialen Magnetismus immer schon etwas wie ein Geheimnis, aber Physiker Reinhard Schlickeiser vom Institut für theoretische Physik an der Ruhr-Universität Bochum in Deutschland denkt, dass er vielleicht die Antwort wissen.

Das heiße Gas--die durch Ausbau Kühlung war--herauskam Atome. Was es nicht herstellte, waren Objekte mit permanenten Magnetfelder. Sie würde später kommen, aber Schlickeiser denkt, es war eine extrem schwache Form des Magnetismus, nach dem Zufallsprinzip erstellt, noch bevor die ersten Sterne erschienen. Diese schwachen Felder wurden später gestärkt und erstreckte sich von der ersten Sternwinde und explodierenden Sternen.

Schlickeiser gesagt, dass Magnetismus natürlich durch den Spin der Atome und Elementarteilchen erzeugt werden kann. Jedoch wäre starken Magnetismus nicht in der Säugling Universum passiert weil es schwere Elemente wie Nickel oder Eisen erfordert, die erst später in Sternen produziert wurden. Noch schwerer Magnetelemente erfordert wiederum, Supernovae, die gewaltsame Zerstörungen riesige Sterne am Ende ihres Lebens.

"Magnetismus erhalten Sie jederzeit einen Zuschlag oder Strom fließt; einfach einen Kompass in der Nähe eines Drahtes mit Gleichstrom und beobachten Sie die Nadel, Zittern,"sagte Michael Riordan von der University of California, Santa Cruz. "Aber wenn Sie eine Menge Gebühren gehen alle Richtungen, wie im frühen Universum aufgetreten ist, bevor das Plasma [elektrisch geladenes Gas] heraus in Atome abgekühlt, die durchschnittliche Stromfluss ist Null überall, so dass keine net Magnetismus auf einer makroskopischen Skala."

Was passiert sein könnte ist, dass die außerordentliche hohe Temperaturen der Cloud gekühlt, als das Universum etwa 380.000 Jahre alt war, zufällige Inseln des Magnetismus gebildet, produziert durch Schwankungen in der Dichte und Druck. Schlickeiser sagte, dass diese schwache Magnetfelder um zehn-Sixtillionths von Tesla, eine Einheit des Magnetismus gemessen werden würde. Die durchschnittliche MRT-Gerät in einer Arztpraxis ist drei Tesla.

Der Magnetismus ist so klein, es hat keinen Einfluss auf die ihn umgebenden Gas, sagte Schlickeiser. Hingegen das Gas um die schwachen Magnetfelder geschoben.

Schließlich akkretierte Materie im Universum in Sterne und Galaxien. Die Stars brauchte nicht die schwereren Elemente zu bilden, sondern fertigte sie, wie sie gekühlt und brach zusammen.

Wenn Sterne groß genug sind, explodieren sie am Ende ihrer Lebensdauer. Die abfließende Ejekta von den explodierenden Sternen komprimieren das umgebende Medium, während gleichzeitig mit schwereren Elementen zu bereichern. Laut Schlickeiser begann die Kombination von Sternwinden und die Blasten, die kleine Magnetfelder Runde, komprimieren, sie zu stärken und in die Richtung des Windes ausrichten schieben.

"Es gibt ein Strom von Gas ausgehen, durch das Medium der Magnetfelder, Rammen und Überschall Windströmung komprimiert und das Feld bestellt, wie es fließt," Schlickeiser sagte.

Schließlich wurde das Magnetfeld stark genug, um das Plasma herumschieben.

Die Sterne begannen unterdessen erstellen der schwereren Elemente, die viel stärker Magnetismus durch atomare Spin erzeugt. Es ist, dass Magnetismus, die das Magnetfeld der Erde--gebildet und es ist das Feld, die, das Sie in die Aurora Borealis, besser bekannt als das Nordlicht zu sehen.

Ausgearbeitet wurde die ursprüngliche Theorie hinter dieser Form der zufälligen Magnetismus durch Schlickeiser und Peter Yoon des Institute of Physical Science und Technologie an der University of Maryland. Yoon sagte, dass es Schlickeiser Kosmologie mit dieser Arbeit angepasst.

"[Schlickeiser] schlägt diese neue Idee der zufälligen Vergrößerung durch ein Plasmaverfahren" Yoon sagte, ein Magnetfeld"Samen" viel stärker als jeder andere zuvor vorgeschlagen.

Dieser Samen Vergrößerung würde verstärkt und durch diesen Prozess kohärenter gemacht.

"Sie haben etwas zu beginnen," sagte Yoon. "[Schlickeiser] schlägt einen Mechanismus."

Die Forschung wurde vor kurzem in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.

Joel Shurkin ist ein freiberuflicher Schriftsteller mit Sitz in Baltimore. Er ist der Autor von neun Bücher über Wissenschaft und Wissenschaftsgeschichte und unterrichtete Wissenschaftsjournalismus an der UC Santa Cruz, Stanford University und der University of Alaska Fairbanks.

In Science News Service wird unterstützt durch das American Institute of Physics.

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