ریسمان های عجیبی که دنیا را مغناطیسی نموده اند - تور روسیه ارزان

ریسمان های کیهانی(Cosmic Strings)، چین و چروک های عجیب و غریب در فضا-زمان هستند.

پژوهش های نو نشان می دهند همان طور که ریسمان های کیهانی به جا مانده از نخستین لحظات انفجار بزرگ یا بیگ بنگ (Big Bang) حرکت می نمایند، ممکن است باعث شکل گیری میدان های مغناطیسی در پی خود شوند.

دانشمندان در مقاله نوی مطرح نموده اند که این میدان های مغناطیسی احتمالا دنیا را در خود فروبرده اند و در نتیجه، مغناطش (Magnetization) کهکشان ها و خوشه ها را شرح می دهند.

تقریبا هر جرم قابل توجهی در کیهان، میزبان میدان مغناطیسی است. اجرام کوچک تر مانند سیارات و ستارگان، میدان های مغناطیسی خود را در داخل خود فراوری می نمایند که جریان های چرخشی پلاسمای باردار الکتریکی در آن جا، میدان های مغناطیسی ضعیف را مجبور می نمایند که دچار تاشدگی شوند.

ستاره شناسان در مقیاس های بزرگ تر، میدان های مغناطیسی را در داخل سحابی ها، بقایای ابرنواختر ها و قرص های پیش سیاره ای مشاهده نموده اند. در این موارد، جریان های پیچیده ذرات باردار می توانند میدان های ضعیفی را ایجاد نمایند.

بعضی از بزرگترین اجرام دنیا مانند کهکشان ها و خوشه های کهکشانی، میدان مغناطیسی را نیز حفظ می نمایند. آن ها معمولا بسیار ضعیف و حدود یک میلیونیوم میدان مغناطیسی زمین هستند، اما بسیار زیاد هستند و در بعضی موارد تا میلیون ها سال نوری امتداد دارند.

ستاره شناسان دقیقا مطمئن نیستند که کهکشان ها و خوشه ها چگونه میدان مغناطیسی خود را به دست می آورند.

برای ایجاد میدان مغناطیسی، به ذرات باردار احتیاج دارید که با هم حرکت نمایند، اما در مراحل اولیه توسعه کیهان، پیش از ظهور نخستین ستاره ها و کهکشان ها، کیهان از نظر الکتریکی خنثی بود. یک گاز خنثی به تنهایی نمی تواند میدان مغناطیسی فراوری کند؛ بنابراین دنیا مجبور شد یک میدان مغناطیسی را ایجاد کند.

هنگامی که دنیا آن میدان مغناطیسی اولیه را به دست آورد و تکامل دنیا، گاز خنثی را به یک پلاسمای باردار الکتریکی تبدیل کرد، توانست آن را تقویت کند، اما منبع نخستین میدان مغناطیسی برای چندین دهه، یک معمای ماندگار در نجوم بوده است.

ریسمان های کیهانی درهم پیچیده

پژوهشگران در این مقاله نو که در سرور پیش چاپ arXiv به چاپ رسیده است، آنچه را که شاید عجیب ترین شرح برای منبع میدان مغناطیسی اولیه کیهان باشد، پیشنهاد نموده اند. این شرح عجیب، ریسمان های کیهانی هستند.

ریسمان های کیهانی، اجرام نظری هستند که بسیاری از ستاره شناسان معتقدند در اوایل دنیا 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 آن را به نیرو های گرانش، نیروی هسته ای قوی، نیروی هسته ای ضعیف و الکترومغناطیس تقسیم کرد.

با بروز هر شکاف در نیروها، خلاء اساسی فضا-زمان خود را دوباره پیکربندی می کرد، اما ممکن است این فرآیند کاملا هموار یا کامل نبوده باشد و ممکن است نقص هایی در فضا-زمان ظاهر شده باشد. بعضی از این نقص ها به صورت 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 1970 نظریه پردازی شدند، در پی آن بوده اند. همه جست وجو ها تا به امروز بی نتیجه بوده اند. با وجود این، به نظر می رسد که ریسمان های کیهانی، یک پیش بینی عمومی از همه نظریه های ما در خصوص دنیا اولیه هستند.

اگر ریسمان های کیهانی وجود داشته باشند، واقعا بسیار عجیب خواهند بود. به عنوان مثال، به علت روش منحصربه فردی که در تاشدگی فضا-زمان تاثیر می گذارد، اگر بخواهید به صورت دایره ای به دور یک نقطه سفر کنید، وقتی سفر خود را کامل کردید و به نقطه شروع خود بازگشتید، متوجه می شوید که کمتر از 360 درجه سفر نموده 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 نمایند و گهگاه حلقه هایی را تشکیل می دهند که خود را تا حد مرگ در یک جنون تشعشع مرتعش می نمایند.

ایجاد مغناطش

نویسندگان این مقاله، از خواص منحصربه فرد ریسمان های کیهانی برای تبدیل کردن آن ها به مولد میدان های مغناطیسی استفاده کردند. ایده این است که همان گونه که ریسمان های کیهانی حرکت می نمایند، امواجی را در بافت فضا-زمان از خود به جای می گذارند؛ مانند موج هایی که در پی یک قایق پرسرعت ایجاد می شوند.

اگر یک ریسمان کیهانی از پلاسما عبور نموده باشد، آن امواج در فضا-زمان توانسته اند دما و چگالی حفره های کوچک پلاسما را تغییر دهند. این تفاوت ها، بار های الکتریکی را به حرکت درآورده اند و توانسته اند به شروع یک میدان مغناطیسی یاری نمایند. آن میدان های مغناطیسی خیلی قوی نبوده اند، اما کافی بوده اند.

هنگامی که ریسمان های کیهانی منطقه را ترک کردند، پلاسمای به جامانده احتمالا فشرده و سرد شده و ستاره ها، کهکشان ها و خوشه ها را تشکیل داده است. همان طور که پلاسما فشرده شد، توانست آن میدان اولیه را به نقاط قوتی تبدیل کند که امروز ستاره شناسان آن ها را می بینند.

اگرچه 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 نمایند، مدت ها پس 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 دنیا اولیه وجود داشت، ممکن بود بقایای آن ها را با نسل بعدی آشکارساز های امواج گرانشی مشاهده کنیم. زمانی که بدانیم ریسمان های کیهانی واقعا در نقطه ای وجود داشته اند، ممکن است در نهایت بفهمیم که چه چیزی باعث مغناطیسی شدن دنیا شده است.

خبرنگاران علمی پزشکی فناوری