我们不知道磁场是如何形成的。现在，新的理论研究告诉我们，宇宙中不可见的部分可能会帮助我们发现磁场，这表明磁场的形成是原始的，甚至就在宇宙大爆炸的一秒钟之内。散布在宇宙各处的暗物质小哈罗可以作为原始磁场的高灵敏探测器。

这是发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）杂志上的一项由 SISSA 进行的理论研究得出的结论。磁场以巨大的尺度存在，在宇宙中随处可见。然而，它们的起源仍是学者们争论的话题。

一种引人入胜的可能性是，磁场起源于宇宙诞生之初，即原始磁场。研究人员在研究中表明，如果磁场确实是原始磁场，那么它可能会导致小尺度上暗物质密度扰动的增加。这一过程的最终结果将是形成暗物质的迷你哈罗斯，如果被探测到，这将暗示磁场的原始性质。

因此，在一个明显的悖论中，我们宇宙中不可见的部分可能有助于解决可见部分的性质问题。



研究人员在研究中表明，如果磁场确实是原始的，那么它可能会导致暗物质密度扰动在小尺度上的增加。这一过程的最终效果将是形成暗物质迷你哈罗斯，如果能探测到，这将暗示磁场的原始性质。图片来源：Lucie Chrastecka

揭示磁场形成的奥秘

"磁场在宇宙中无处不在，"这项研究的作者、来自 SISSA 的 Pranjal Ralegankar 解释说。"关于磁场形成的一种可能理论认为，迄今观测到的磁场可能产生于宇宙的早期阶段。然而，这一命题在标准物理学模型中缺乏解释。"

"为了揭示这方面的问题，找到探测"原始"磁场的方法，我们在这项工作中提出了一种我们可以定义为'间接'的方法。研究方法基于一个问题： 磁场对暗物质的影响是什么？众所周知，磁场与暗物质之间不存在直接的相互作用。不过，正如拉雷甘卡尔解释的那样，还是有一种通过引力发生的间接相互作用"。

原始磁场可以增强原始宇宙中电子和质子的密度扰动。当这些扰动变得过大时，就会影响磁场本身。其结果是抑制了小尺度的波动。

Ralegankar 解释说："在研究中，我们发现了一些意想不到的现象。重子密度的增长在引力作用下诱发了暗物质扰动的增长，但随后又不可能消除。这将导致它们在小尺度上坍缩，产生暗物质的迷你哈罗斯。"

这样的后果是，虽然重子物质密度的波动被抵消了，但它们会在迷你哈洛斯中留下痕迹，而这一切完全是通过引力相互作用实现的。

Pranjal Ralegankar 总结说："这些理论发现还表明，迷你哈洛的丰度不是由原始磁场的存在决定的，而是由它们在原始宇宙中的强度决定的。因此，探测到暗物质小哈罗会加强磁场形成非常早的假设，甚至是在宇宙大爆炸后 1 秒内形成的假设"。

编译来源：ScitechDaily