宇宙开始的时候并没有磁性。在宇宙大爆炸之后,宇宙中出现带电质子、电子以及氦和锂原子核组成的热气云。每一种粒子都能够在各个方向产生磁场,但是这些磁场完全彼此抵消。Schlickeiser认为甚至在第一颗恒星出现之前,就存在一种极其微弱的磁场。这些微弱的磁场后来被恒星风和超新星所强化和拉伸。
Schlickeiser称那种磁性能够通过原子和亚原子微粒的旋转自然产生。然而强大的磁性不会出现于初期宇宙,因为它需要重金属元素。产生更加沉重的地磁元素反过来需要超新星。加利福尼亚大学的迈克尔-赖尔登说道:“如果你非常混乱的摆放许多充电线路,正如在宇宙初期发生的一样,每一处的平均电流都是零,因此在任何宏观水平都不存在净余磁性。”
当宇宙形成大约38万年的时候,有可能随着热气云温度的降低,密度和压力的变化会导致随机磁岛的形成。Schlickeiser称,那些磁性如此弱小以至于对于周围的气体毫无影响。最终宇宙中的物质聚集成为恒星和星系,恒星并不需要重元素来形成,但是随着它们冷却和倒塌开始产生重元素。
恒星爆炸的喷射物压缩了周围的介质,而且用重元素丰富了周围物质。据Schlickeiser所说,恒星风和爆炸的组合开始推动周围的小型磁场,对它们进行了压缩和强化。最终磁场就变得强大到足以推动周围的等离子。与此同时,恒星开始创造那些能够通过原子旋转产生更强磁性的重元素。正是那种磁性形成了地球的磁场,而且也是你在北极光中看到的那种磁场。
这种随机磁场的原始理论是由Schlickeiser和马里兰大学自然科学与技术研究所的Peter Yoon共同探索的。Yoon说道:“Schlickeiser提出通过等离子作用随机放大磁场的新想法。你必须要有一个出发点开始探索,而Schlickeiser提出了一种理论。”
德国理论物理学家称找到了宇宙磁场的形成原理
据国外媒体报道,“大爆炸”之初,宇宙中充斥着由带电质子、电子、氦和锂的原子核组成的炽热等离子体。虽然它们在运动中都能产生磁场,但是这些磁场的方向是随机的,总体上会相互抵消。因此,宇宙原初磁场的形成一直是个谜。
来自德国波鸿鲁尔大学理论物理研究所的科学家Reinhard Schlickeiser认为自己或许找到了答案。Schlickeise表示,早在宇宙中第一批恒星形成之前,局部地区由于物质涨落而形成十分微弱的磁场,这些微弱的磁场后来被第一批恒星发出的星风和超新星爆炸的冲击波压缩而得到增强和放大。