
宇宙誕生像場無法形容的巨大爆炸,沒有中心、沒有邊界,只有無窮空間迅速擴張,帶著難以想像的能量與熱量,過程劇烈又充滿秩序,使宇宙走向如今狀態。與這種浩蕩規模感相反的是,宇宙嬰兒階段形成的磁場卻比冰箱磁鐵弱數十億倍,強度僅相當於人腦神經元產生的磁場。
理論假設宇宙在暴脹時期可能透過量子效應、暴脹擾動、相變等機制產生極微弱的原初磁場,但一直未能「直接」偵測。
最近,一組國際天文團隊的新研究進行約 25 萬次電腦模擬,並以基於宇宙微波背景(CMB)的觀察數據驗證模擬結果,嚴格界定宇宙原初磁場的可能值與上限值。
研究人員指出,宇宙嬰兒時期產生的磁場可能比冰箱磁鐵弱還要數十億倍,但仍與早期宇宙物理過程緊密聯繫,影響宇宙結構形成及演化,比如磁場增加宇宙網密度,進而加快恆星和星系形成,其留下的痕跡可在宇宙網結構內測量到。
這項證據有助提高我們對早期宇宙事件的理解,也有助解開宇宙網磁化之謎:大尺度結構的「空洞」區域域能量缺稀,理論難以解釋為何有強磁場存在,新答案傾向「從一開始就存在微弱磁場,隨時間被後續天體運動放大。」
此外,宇宙原初磁場可能在協助氣體冷凝、恆星形成、甚至暗物質團塊與星系形成過程扮演關鍵角色。
團隊表示,未來將藉韋伯太空望遠鏡觀測進一步驗證模擬結果。
(首圖來源:AI 生成)