Вселенную построил «магнит» слабее магнита на холодильнике. Как едва уловимая сила создала космическую паутину

Представьте себе космический океан, но вместо воды — почти абсолютная пустота. В этом океане разбросаны острова-галактики, но они не существуют в изоляции. Их связывают невидимые нити из газа и тёмной материи, образуя гигантскую, пронизывающую всё сущее структуру — космическую паутину. Это скелет нашей Вселенной. И недавно учёные обнаружили, что этот скелет обладает едва уловимым свойством: он намагничен.

Это открытие породило фундаментальный вопрос. Магнетизм вблизи звёзд и галактик — явление ожидаемое, ведь там кипит бурная деятельность. Но почему магнитные поля присутствуют в ледяной пустоте межгалактического пространства, вдали от всех активных источников? Ответ, предложенный международной группой учёных, уводит нас к самым первым мгновениям существования времени и пространства. Оказывается, ключ к разгадке современной структуры космоса — это призрачный шёпот из его далёкого прошлого.

Загадка вселенской паутины

Чтобы понять всю глубину этой тайны, нужно сделать шаг назад. Космическая паутина — это не просто красивая метафора. Это реальная карта распределения материи во Вселенной. Галактики и их скопления формируются в плотных узлах этой сети, а между ними тянутся длинные волокна — филаменты. Большую же часть объёма занимают гигантские пустоты, или войды, где материи почти нет.

Астрономы давно подозревали, что филаменты и даже войды пронизаны магнитными полями. Но откуда им там взяться? Внутри галактик всё просто: движение плазмы, взрывы сверхновых, активность чёрных дыр — всё это генерирует мощные магнитные поля. Но эти локальные «динамо-машины» не могут объяснить намагниченность областей, удалённых от галактик на миллионы световых лет.

Здесь и родилась смелая гипотеза: а что, если это не современный, а реликтовый магнетизм? Что, если это наследие, оставшееся от самой зари времён, когда Вселенная была совершенно не похожа на сегодняшнюю?

Цифровая машина времени: как заглянуть в прошлое?

Проверить такую идею напрямую невозможно — мы не можем вернуться на 13,8 миллиарда лет назад. Но у нас есть кое-что получше: суперкомпьютеры. Команда исследователей из Италии, Великобритании, США и Германии создала настоящую цифровую машину времени. Они провели около четверти миллиона симуляций, каждая из которых представляла собой крошечную виртуальную вселенную.

Подход был гениален в своей простоте. Учёные «запускали» эволюцию космоса снова и снова, меняя лишь один параметр — наличие и силу первичного магнитного поля. Некоторые симуляции развивались в мире без изначального магнетизма, другие — с очень слабым полем, третьи — с полем посильнее. Затем оставалось самое главное: сравнить получившиеся виртуальные космические паутины с тем, что мы видим в реальности через телескопы.

Результат оказался поразительным. Модели, в которых отсутствовало первичное магнитное поле, не совсем точно воспроизводили наблюдаемую структуру. А вот вселенные, в которых с самого начала присутствовало крошечное, почти незаметное магнитное поле, эволюционировали в нечто очень похожее на наш собственный мир. Данные совпали.

Шёпот из колыбели времён

Самое удивительное — это величина того самого «правильного» магнитного поля. Его напряжённость составила всего около 0,2 наногаусс. Чтобы понять, насколько это мало, представьте обычный магнит на холодильнике. Так вот, первичное поле Вселенной было слабее его в миллиарды раз. Его сила сопоставима с магнетизмом, который генерируют нейроны в человеческом мозге во время мыслительного процесса.

Это невероятно слабое, почти призрачное поле, но именно оно, как оказалось, оставило неизгладимый след на всей последующей истории космоса. Установив этот новый, чрезвычайно низкий верхний предел, учёные не просто измерили древнюю силу, но и получили инструмент для понимания процессов, происходивших в первую долю секунды после Большого взрыва. Например, такие поля могли возникнуть в эпоху инфляции — периода сверхбыстрого расширения Вселенной — или во время фазовых переходов, когда фундаментальные силы природы отделялись друг от друга (подобно тому, как пар конденсируется в воду).

Не просто реликт, а архитектор

Но какую роль могла сыграть столь ничтожная сила в масштабах всего космоса? Оказывается, ключевую. Это поле действовало как невидимый архитектор.

В молодой Вселенной вещество было распределено почти равномерно. Чтобы из этого однородного «супа» начали формироваться звёзды и галактики, нужны были точки притяжения — небольшие уплотнения, куда под действием гравитации стягивалась бы материя. Так вот, первичное магнитное поле, хоть и было слабым, слегка «подталкивало» заряженные частицы, помогая им собираться вместе. Оно создавало дополнительное давление, делая нити космической паутины чуть плотнее.

Это был катализатор космической стройки. Благодаря этому едва заметному магнитному импульсу процесс формирования первых звёзд и галактик мог пойти значительно быстрее. Без него наш мир, возможно, выглядел бы совсем иначе — более разреженным и пустым.

Впереди — новые проверки. Данные, которые сейчас собирает космический телескоп «Джеймс Уэбб», заглядывающий в самые дальние и древние уголки космоса, помогут либо окончательно подтвердить эту теорию, либо скорректировать её.

Так, одна из величайших загадок современной астрофизики находит своё изящное решение. Гигантская структура Вселенной, которую мы наблюдаем сегодня, несёт в себе память о самых первых мгновениях своего рождения — память в форме почти неощутимого магнитного поля, которое, тем не менее, оказалось достаточно сильным, чтобы помочь построить наш мир.