NGC 1097
为了理解某个等离子体区域中的现象，不仅需要绘制磁场图，还需要绘制电场和电流图。空间充满了电流网络，这些电流网络可以在很远或非常远的距离上传递能量和动量。电流经常收缩成丝状或表面电流。后者很可能给空间，以及星际和星系间空间，一个细胞结构。
– 汉内斯·阿尔文
首先，让我们谈谈我们这个世界的磁场。我们所知道的是，这个磁场是由地核运动维持的。我们的世界本质上是一台机器。它是由磁触发，以电为动力的电磁发电机，因此具有更强的磁场。
在我们寻找地外生命的过程中，当我们观察靠近恒星的类地行星时，我们发现它们中的大多数都没有足够的热量和能量。或有足够的热量但离太阳太远，或有足够的能量但离太阳太近。或者，就像我们的地球一样，它除了磁场之外什么都有。所有这些可能性使这些行星上的生命成为不可能。
为什么这些类地行星上没有磁场，或者为什么它的强度不足以像我们这样充当保护盾，这在科学界仍然是一个争论不休的问题。
来自利兹大学和芝加哥大学的科学家现在已经研究了流体和导电流体的动力学。他们得出结论，地球一定是在碰撞之前或碰撞后被磁化了。
地球磁场由地球发电机维持，地球发电机是外核中的一种旋转流体，可以导电。众所周知，这些灵活的核心运动可以连续改变旋转方向。
该领域的一个令人担忧的软点称为南大西洋异常信用：地磁学部，DTU Space
文章中强调的另一个奇怪的点是，磁场强度在世界某些地方很弱（比如南大西洋异常区）。另一篇文章中提到的研究表明，这种弱点并不可怕；这是暂时的，甚至不是世界进入新周期的迹象。事实上，我们这个世界的发电机以一种非常有趣的方式运行，以至于它不允许磁场在它仍然很弱的地方逐渐减弱。芝加哥大学天体物理学家 Fausto Cattaneo 教授说：
地球发电机的一个奇特特性是它可以保持强磁场而不放大弱磁场。
但是，我们如何拥有如此强大的磁场并保持其强度呢？
这些磁场问题的答案可能隐藏在地月历史中。卡塔尼奥教授说，
正是这一显著特征使我们能够推论早期地球的历史，可能包括月球是如何形成的。如果这是真的，那么你必须思考，地球磁场最初是从哪里来的？
艺术家对原地球巨大影响的印象。美国宇航局/喷气推进实验室
所有这些推论都表明，这种磁场的异常可能是地月形成过程中忒伊亚与地球相撞的结果。也许冻结的外核运动可能是被撞击触发并激活的，或者已经存在的外核运动可能因为这次碰撞而获得了以我们今天无法理解的奇怪和不可预测的方式运动的能力。或许正是因为这次碰撞，我们才有了如此强大的磁场。
无论哪种方式，地月系统形成的任何现实模型都必须包括磁场演化。— Fausto Cattaneo 教授
该研究发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。*
磁力不仅具有这些特性，而且在带电物体和星系中也起着巨大的作用。
图片来源：哈勃太空望远镜
宇宙中有数万亿个星系。大家都知道，引力是宇宙形成我们所看到的这些物体所使用的工具，但近年来人们已经认识到，仅靠引力是不够的。
后来人们认为，不仅引力而且暗物质和能量也塑造了宇宙。事实上，虽然引力本质上是一种弱力，但它确实具有广泛的影响，而且磁力只影响带电物体，但在宇宙微波背景辐射出现之前，宇宙对光是不透明的，本质上是一种暗淡的等离子体。当宇宙处于这种状态时，它是一种气态的带电粒子，称为等离子体。也就是说，这期间的磁力一定非常强。这一说法的拥有者是物理学家汉内斯·阿尔芬。
此外，科学家们早就知道星系团中的氢气非常热——大约 1000 万开尔文度。即使是氢原子也无法在这些温度下保持稳定。相反，气体是由质子和电子组成的等离子体。这些等离子体，它们也充满了星系团之间的空间，为什么在它们应该冷却到今天的时候仍然很热？
SOFIA 在飞行中打开望远镜门。波音 747SP 机身上的 2.7 米红外望远镜，图片来源：NASA
NASA 的 SOFIA 望远镜是研究太空磁力的仪器之一。这架望远镜与其他望远镜的不同之处在于，它是在飞机的帮助下到达一定高度后使用的。
五年前用这台望远镜进行的一次观察改变了我们对磁学的看法。望远镜指向一个名为NGC 1068的螺旋星系，注意到该星系中存在一个螺旋磁场。
根据经典物理学，这是不可能的。磁性必须非常强才能主宰一个星系。意想不到的、被低估的磁力真的塑造了整个星系吗？
可以肯定的是，他们多次将望远镜指向不同的螺旋星系。而结果都是一样的：一个个螺旋状的磁场出现在他们身上。这支持了关于旋臂如何被迫进入其标志性形状的主要理论，即“密度波理论”。
但真正的问题是，究竟是磁力导致了星系的螺旋运动，还是星系已经在螺旋运动，并且磁场也相应地形成了形状。
磁力的奇异之处还不止于此。它还有助于为星系中心的超大质量黑洞提供食物。
图片来源：ESO/Prieto
星系中心的黑洞在星系的死亡中起着一定的作用，它吞噬了周围的尘埃和气体，没有留下足够的物质来形成新的恒星。然而，单靠引力还不足以单独携带所有这些材料。
通过在 NASA SOFIA 望远镜的观测帮助下绘制螺旋星系 NGC 1097 中心区域的磁场形状，他们发现磁场有助于将尘埃和气体引向星系中心的超大质量黑洞。
该研究发表在《天体物理学杂志》上。**
这证实了帮助黑洞以其宿主星系中的物质为食的不仅仅是引力，磁场也发挥了作用。
那么，磁力真的有那么强，与我们想象的相反吗？
科学家们使用 196 个激光阵列来创造类似于巨大星系团内部热气体的条件。
为了对这些奇怪的磁力行为做出明确的诊断，科学家们试图在称为国家点火设施 (NIF) 的设施中创造这些条件仅持续几分之一秒。
来自芝加哥大学、牛津大学和罗彻斯特大学的科学家共同合作，使用了位于加利福尼亚州利弗莫尔的国家点火装置。
等离子体物理学家 Jena Meinecke 说，在 NIF 进行的实验简直是超凡脱俗。
科学家们将 196 束激光聚焦在一个微小的目标上，产生了具有强磁场的白热等离子体，磁场持续时间为十亿分之一秒。
随后的许多计算机模拟表明，磁力在意想不到的环境中确实表现异常，并且比预期的要强得多。
模拟是解开湍流磁化等离子体中物理现象的关键，但热传输抑制水平超出了我们的预期。
该研究发表在《科学进展》杂志上。***
它真的在塑造星系吗？它是如何让星系团如此热的？也许在膨胀的宇宙中可能非常强大的磁力就是我们今天所说的暗物质？会不会有什么事情摆在我们面前，我们认为很简单却忽略了呢？无论如何，所有这些研究都表明我们低估了磁力。
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