Η «ένταση του Hubble» περιγράφει μια επίμονη ασυμφωνία: διαφορετικές μέθοδοι υπολογισμού της ταχύτητας διαστολής του Σύμπαντος δεν δίνουν την ίδια απάντηση. Νέες τρισδιάστατες προσομοιώσεις δείχνουν ότι εξαιρετικά ασθενή μαγνητικά πεδία, τα οποία μπορεί να δημιουργήθηκαν λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, ίσως επηρέασαν τον σχηματισμό του υδρογόνου και την τιμή που συμπεραίνουμε από το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο.
Τι ακριβώς δεν ταιριάζει
Ο ρυθμός διαστολής εκφράζεται με τη σταθερά του Hubble. Η έμμεση μέτρηση, που βασίζεται στα αποτυπώματα του κοσμικού μικροκυματικού υποβάθρου και στο καθιερωμένο κοσμολογικό μοντέλο, οδηγεί σε περίπου 67 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο ανά megaparsec. Οι πιο άμεσες μετρήσεις, με υπερκαινοφανείς τύπου Ia και Κηφείδες ως «τυπικά κεριά», δίνουν περίπου 73.
Η διαφορά δεν είναι απλώς μια μικρή απόκλιση στρογγυλοποίησης. Αν οι δύο προσεγγίσεις είναι σωστές, τότε το μοντέλο που χρησιμοποιούμε για να περιγράψουμε την εξέλιξη του Σύμπαντος μπορεί να μην περιλαμβάνει κάποια σημαντική φυσική.
Πώς μπαίνει το αρχέγονο μαγνητικό πεδίο
Οι ερευνητές εξετάζουν την πιθανότητα να υπήρχαν μαγνητικά πεδία πριν από τον σχηματισμό των πρώτων άστρων και γαλαξιών. Παρότι θα ήταν εξαιρετικά αδύναμα, θα μπορούσαν να επηρεάσουν την κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων στο αρχέγονο πλάσμα.
Αυτό έχει σημασία για την εποχή του ανασυνδυασμού, όταν ηλεκτρόνια και πρωτόνια ενώθηκαν για να σχηματίσουν ουδέτερο υδρογόνο και το Σύμπαν έγινε διαφανές. Αν το μαγνητικό πεδίο επιτάχυνε ή τροποποίησε αυτή τη διαδικασία, θα άλλαζε ελαφρά τα μοτίβα του μικροκυματικού υποβάθρου. Με άλλα λόγια, θα μετακινούσε τον «κοσμικό χάρακα» που χρησιμοποιείται για να εξαχθεί η σταθερά του Hubble.
Τι έδειξαν οι προσομοιώσεις
Η νέα μελέτη χρησιμοποίησε, σύμφωνα με την περιγραφή του ScienceDaily, τις πρώτες πλήρεις τρισδιάστατες προσομοιώσεις του αρχέγονου πλάσματος με ενσωματωμένα μαγνητικά πεδία. Η ομάδα παρακολούθησε πώς σχηματίζεται το υδρογόνο και στη συνέχεια υπολόγισε πώς θα έμοιαζε το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο σε ένα τέτοιο σενάριο.
Το αποτέλεσμα δεν συγκρούστηκε με τις παρατηρήσεις. Σε διαφορετικούς συνδυασμούς δεδομένων εμφανίστηκε ήπια προτίμηση υπέρ της ύπαρξης αρχέγονων πεδίων, σε επίπεδο περίπου 1,5 έως 3 τυπικών αποκλίσεων. Οι τιμές που ευνοούνται για τη σημερινή ένταση είναι περίπου 5–10 pico-Gauss, κοντά στο εύρος που θα μπορούσε να λειτουργήσει ως «σπόρος» για τα μαγνητικά πεδία γαλαξιών και σμηνών.
Ένδειξη, όχι λύση της κοσμολογίας
Η στατιστική ένδειξη είναι ενδιαφέρουσα, αλλά απέχει από το όριο που συνήθως απαιτείται για να μιλήσουμε για ανακάλυψη. Το αποτέλεσμα δείχνει ότι η υπόθεση επιβιώνει από έναν αυστηρότερο έλεγχο και προσφέρει συγκεκριμένες προβλέψεις για μελλοντικές παρατηρήσεις· δεν αποδεικνύει ότι τα πεδία υπήρχαν ούτε ότι λύνουν οριστικά την ένταση του Hubble.
Αν επιβεβαιωθούν, τα αρχέγονα μαγνητικά πεδία θα έδιναν στους κοσμολόγους έναν νέο τρόπο να μελετήσουν τις πρώτες στιγμές του Σύμπαντος. Προς το παρόν, όμως, η αξία της μελέτης βρίσκεται κυρίως στο ότι συνδέει δύο ανοιχτά ερωτήματα —την προέλευση του κοσμικού μαγνητισμού και την ασυμφωνία στον ρυθμό διαστολής— με ένα ελέγξιμο φυσικό σενάριο.
Πηγή: ScienceDaily, με αναφορά στη μελέτη των Karsten Jedamzik, Levon Pogosian και Tom Abel στο Nature Astronomy.