Гравитация добавила сложности в классическую теорию электромагнетизма

Москва, 09:29, 12 Апр 2017, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

В классической теории электромагнетизма обнаружился неожиданный гравитационный нюанс, который может повлиять на исследования процесса зарождения Вселенной.

Радиоволны, микроволны и даже сам свет созданы из электрического и магнитного полей. Классическую теорию электромагнетизма завершил Джеймс Клерк Максвелл в 1860 году. В свое время теория Максвелла была революционной, и представила единую систему для понимания электричества, магнетизма и оптики. Теперь, новое исследование, проведенное кафедрой физики и астрономии Университета Валенсии, Испания, добавило неожиданный нюанс в эту стройную теорию.

Теория Максвелла показывает замечательную особенность — постоянство при перестановке электрического и магнитного полей, когда заряды и токи отсутствуют. Эта симметрия называется электромагнитной дуальностью.

Однако, хотя существуют электрические заряды, но магнитные заряды никогда не наблюдались в природе. Если магнитные заряды не существуют, симметрия также не может существовать. Эта загадка побудила физиков начать поиск магнитных зарядов или магнитных монополей, о чем сообщал Ftimes.ru, но до сих пор никто не добился успеха. Профессор Айвен Агулло и его коллеги, возможно, обнаружили, почему.

«Гравитация портит симметрию независимо от того, существуют ли магнитные монополи или нет. Это шокирует. Суть в том, что симметрия не может существовать в нашей Вселенной на фундаментальном уровне, поскольку гравитация есть везде», — сказал Агулло.

Тяжесть, вместе с квантовыми эффектами, нарушает электромагнитную дуальность и симметрию электромагнитного поля.

Ученые обнаружили это, глядя на предыдущие теории, которые иллюстрируют данное явление среди других видов частиц во Вселенной, называемых фермионами, и применили их для фотонов в электромагнитных полях.

Это новое открытие создало проблемы допущений, которые могут влиять на другие научные исследования, включая изучение зарождения Вселенной. Спутники собирают данные от излучения от Большого Взрыва, которые называются космическим микроволновым фоном, или реликтовым излучением. Это излучение содержит ценную информацию об истории Вселенной. По измерению реликтового излучения можно получить точную информацию о том, как случился Большой Взрыв.

Анализируя эти данные, ученые предполагали, что на поляризацию фотонов реликтового излучения не влияет гравитационное поле во Вселенной, что справедливо при наличии электромагнитной симметрии. Однако так как это новое открытие свидетельствует о том, что симметрии не существует на самом фундаментальном уровне, поляризация реликтового излучения может изменяться в течение космической эволюции. Ученые, скорее всего, должны принять это во внимание при анализе данных.