Campi cosmici:una fetta dell'ammasso di galassie Perseus Pisces nell'Universo presente con la distribuzione della materia rappresentata in grigio e le frecce blu che evidenziano il campo magnetico di Harrison. Credito:MPI per l'astrofisica
Nelle prime frazioni di secondo dopo la nascita del nostro universo, non solo particelle elementari e radiazioni, ma si generavano anche campi magnetici. Un team guidato dall'Istituto Max Planck per l'astrofisica di Garching ha ora calcolato come dovrebbero apparire questi campi magnetici oggi nell'universo, con grande dettaglio e in 3-D.
Il Big Bang è ancora avvolto nel mistero sotto molti aspetti. I cosmologi usano vari modi per cercare di ottenere informazioni sui primi momenti del nostro universo. Una possibilità sono i campi magnetici cosmici, che sono stati creati dalla nascita dell'universo e dovrebbero essere sopravvissuti fino ad oggi.
Oltre a una serie di meccanismi altamente speculativi, che sono stati proposti per questa cosiddetta magnetogenesi, c'è un semplice effetto plasma-fisico:l'effetto Harrison. Questo deve aver prodotto campi magnetici al Big Bang. I movimenti dei vortici nel plasma dell'universo primordiale producevano correnti elettriche dovute all'attrito, inducendo così un campo magnetico.
Conoscendo i vortici di plasma a quel tempo, si potrebbe calcolare in dettaglio come sono stati generati questi campi magnetici. Se si conoscessero anche i movimenti del plasma da allora, si potrebbe calcolare come dovrebbero essere oggi questi campi magnetici.
Le informazioni necessarie sono contenute nella distribuzione delle galassie intorno a noi, poiché questo è il risultato del movimento della materia fin dall'universo primordiale. Oggi conosciamo abbastanza bene le leggi che portano alla formazione delle galassie. Ciò ci consente, dall'odierna distribuzione delle galassie, di tracciare l'evoluzione della distribuzione della materia in modo abbastanza accurato. Con queste informazioni, è possibile prevedere i campi magnetici generati dall'effetto Harrison nell'universo di oggi.
Uno sguardo all'ignoto:questa vista del cielo mostra l'intensità del campo magnetico di Harrison mediata all'interno di una sfera con un raggio di 300 milioni di anni luce intorno alla Terra. Le due regioni con campi particolarmente forti sono l'ammasso di galassie Perseus Pisces (a destra) e l'ammasso della Vergine (sopra). Credito:MPI per l'astrofisica
Un team internazionale guidato dal Max Planck Institute for Astrophysics ha usato questa logica per calcolare i resti odierni dei campi magnetici primordiali nel nostro vicinato cosmico. A tal fine, i ricercatori hanno prima studiato la distribuzione delle galassie nelle nostre vicinanze e calcolato la distribuzione della materia al momento del Big Bang. Hanno preso in considerazione l'effetto Harrison e alla fine hanno riportato nel presente i campi prodotti con esso. Gli scienziati sono stati così in grado di prevedere la struttura e la morfologia del campo magnetico primordiale nei 300 milioni di anni luce circostanti.
Sfortunatamente, la teoria non può essere verificata mediante l'osservazione:il campo magnetico calcolato è di 27 ordini di grandezza inferiore al campo magnetico terrestre e quindi molto al di sotto della soglia di misurazione attuale. Questi campi magnetici sono estremamente deboli, ventisette ordini di grandezza più piccoli del campo magnetico terrestre. Tuttavia, le previsioni molto precise per la struttura del campo magnetico vista dalla Terra. ) e in luoghi noti dell'Universo mostrano che possiamo comprendere il nostro cosmo con alta precisione e calcolare gli effetti sottili all'interno. E chissà con quale precisione saremo in grado di misurare i campi magnetici tra 100 anni – Einstein pensava anche che le onde gravitazionali da lui previste sarebbero state troppo deboli per essere rilevate.
