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日本學者發現宇宙大尺度磁場的起源
日本學者發現宇宙大尺度磁場的起源
日本物理學家宣布：他們已經找到一項天文未解之謎的答案：今日所見之星系或星系團中的大尺度磁場，究竟是由何而來？日本國立天文台（National Astronomical Observatory of Japan，NOAJ）Kiyotomo Ichiki（市來淨與）等人指出：這些磁場起源自第一代原子還沒形成之前的宇宙極早期，當光子（photon）與電子（electron）發生交互作用而產生的；而且，剛開始產生的磁場必定強到足以影響第一代恆星的形成。
現今宇宙中的磁場強度約僅1毫高斯（micro-Gauss），約為地球平均磁場強度的百萬分之一而已。現行的各項理論模擬只能解釋小尺度中的磁場起源，如恆星或超新星爆炸等，但對於星系及星系團以上的大尺度磁場則有心無力。
宇宙早期溫度還未冷卻到足以讓質子和電子結合形成第一代原子之前，到處充斥著質子（proton）、電子和光子所組成的熾熱電漿形成的一般物質，但宇宙各處的光子密度不均勻。根據Ichiki等人的說法，這個光子分佈不均勻的現象，將導致光子會從密度高的地方流向密度低的地方而形成「光子風（wind of photons）」；光子風又會「推動」比較輕電子（因為質子比較重），因電子的流動而產生電流，繼而因電磁感應而製造出磁場。
Ichiki等人計算前述宇宙早期的光子、電子和質子的密度波動，以便估計電流的大小。他們發現經由光子風等這些過程，於數百萬秒差距尺度（megaparsec，約 3.3 x 106 光年）的大範圍內，最後所產生的原始磁場強度約為10-16.8高斯；而數千秒差距尺度（kiloparsec，3.2 x 104 光年）內的原始磁場強度約為10-12.8高斯。這個磁場強度可能會隨時間被「放大」，因而變成今日所測量到的宇宙大尺度磁場這般強度；在磁場增強的過程中，當大到某一程度時，可能會影響第一代恆星的形成。
這些物理學家表示：宇宙磁場現在可以當作一項探索早期宇宙的新工具。而且，他們還預測這些磁場在沒有恆星和星系的的空間中仍然存在。他們將經由實際觀測沒有星系和恆星的區域，來測試驗證他們這項理論預測的正確性。
參考資料：http://physicsweb.org/articles/news/10/1/2, 2006.01.05, KLC
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