Ny forståelse af mystiske elektromagnetiske felter i universet

Af Birgitte Svennevig, birs@sdu.dk, 15-10-2019

Vi er tæt på 200 års jubilæet for elektromagnetismens opdagelse. Men selv nu, så længe efter, er der stadig uopklarede mysterier omkring elektromagnetismen; helt specifikt omkring oprindelsen af de meget store elektromagnetiske felter i universet.

Mens forskere i nogen tid har ment, at magnetfelter af såkaldt femto-Gauss styrke strækker sig til de største skalaer i universet (skalaer, der er større end de største galakseklynger), er det et uløst mysterium, hvordan sådanne gigantiske magnetiske felter kunne skabes i det tidlige univers.

Det meget tidlige univers

En logisk mulighed er, at magnetfelterne blev forstærket af den oprindelige inflationsperiode (inflation er  også nødvendigt for at løse problemerne i standard Big-Bang modellen  med at forklare hvorfor universet er så fladt og isotropisk), hvis magnetfelterne i denne periode havde nogle nye ikke-standard-interaktioner med inflatonen. Inflatonen er er den hypotetiske partikel, som er ansvarlig for at drive inflationsperioden.

Men problemet er, at magnetfelter, der skabes under inflationen, formentlig hurtigt bliver fortyndet væk af den efterfølgende almindelige udvidelse af universet. Det gør det vanskeligt at forestille sig en vellykket skabelse af elektromagnetiske felter under inflationen.

Nu har forskerne Takeshi Kobayashi fra International Center for Teoretisk Fysik i Italien og Martin S. Sloth fra Syddansk Universitet, SDU, vist, at den formodede udvikling af elektromagnetiske felter efter inflationen er anderledes end tidligere antaget, hvis der også er stærke oprindelige elektriske felter.

Arbejdet er blevet offentliggjort i tidsskriftet Physical Review D.

– Dette åbner en ny dør for forståelsen af kosmiske magnetfelters oprindelse, siger Martin S. Sloth, professor, Centre for Cosmology and Particle Physics Phenomenology (CP³-Origins), SDU.