我們不知道磁場是如何形成的。現在，新的理論研究告訴我們，宇宙中不可見的部分可能會幫助我們發現磁場，這表明磁場的形成是原始的，甚至就在宇宙大爆炸的一秒鐘之內。散佈在宇宙各處的暗物質小哈羅可以作為原始磁場的高靈敏探測器。這是發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）雜誌上的一項由SISSA 進行的理論研究得出的結論。

磁場以巨大的尺度存在，在宇宙中隨處可見。然而，它們的起源仍是學者們爭論的議題。一種引人入勝的可能性是，磁場起源於宇宙誕生之初，即原始磁場。

研究人員在研究中表明，如果磁場確實是原始磁場，那麼它可能會導緻小尺度上暗物質密度擾動的增加。這個過程的最終結果將是形成暗物質的迷你哈羅斯，如果被探測到，這將暗示磁場的原始性質。

因此，在一個明顯的悖論中，我們宇宙中不可見的部分可能有助於解決可見部分的性質問題。

研究人員在研究中表明，如果磁場確實是原始的，那麼它可能會導致暗物質密度擾動在小尺度上的增加。這個過程的最終效果將是形成暗物質迷你哈羅斯，如果能探測到，這將暗示磁場的原始性質。圖片來源：Lucie Chrastecka

揭示磁場形成的奧秘

“磁場在宇宙中無處不在，”這項研究的作者、來自SISSA 的Pranjal Ralegankar 解釋說。”關於磁場形成的一種可能理論認為，迄今觀測到的磁場可能產生於宇宙的早期階段。然而，這一命題在標準物理學模型中缺乏解釋。”

“為了揭示這方面的問題，找到探測”原始”磁場的方法，我們在這項工作中提出了一種我們可以定義為’間接’的方法。研究方法基於一個問題： 磁場對暗物質的影響是什麼？眾所周知，磁場與暗物質之間不存在直接的相互作用。不過，正如拉雷甘卡爾解釋的那樣，還是有一種通過引力發生的間接相互作用”。

原始磁場可以增強原始宇宙中電子和質子的密度擾動。當這些擾動變得過大時，就會影響磁場本身。其結果是抑制了小尺度的波動。

Ralegankar 解釋說：”在研究中，我們發現了一些意想不到的現象。重子密度的增長在引力作用下誘發了暗物質擾動的增長，但隨後又不可能消除。這將導致它們在小尺度上坍縮，產生暗物質的迷你哈羅斯。”

這樣的後果是，雖然重子物質密度的波動被抵消了，但它們會在迷你哈洛斯中留下痕跡，而這一切完全是透過重力相互作用實現的。

Pranjal Ralegankar 總結說：「這些理論發現還表明，迷你哈洛的豐度不是由原始磁場的存在決定的，而是由它們在原始宇宙中的強度決定的。因此，探測到暗物質小哈羅會加強磁場形成非常早期的假設，甚至是在宇宙大爆炸後1 秒內形成的假設”。

編譯來源：ScitechDaily