Тёмная материя  — это загадочное вещество, которое составляет более 80% массы Вселенной. Оно не взаимодействует с электромагнитным излучением, поэтому его невозможно наблюдать непосредственно. Тем не менее, возможно увидеть его влияние на видимую материю, такую как галактики и галактические скопления, через гравитационное взаимодействие.

В последние годы появилась идея, связанная с тем, как тёмная материя может помочь исследовать ранние магнитные поля во Вселенной. Магнитные поля присутствуют не только вокруг звёзд и планет, но и простираются по всей галактике, а также между галактиками. Однако до сих пор не совсем понятно, как они возникли и почему они распространяются повсюду.

Иллюстрация линий магнитного поля, проходящих между галактиками. Источник: Chris Mihos / CWRU

Одна из гипотез заключается в том, что слабые магнитные поля сформировались в самых ранних стадиях Вселенной. Если это верно, то они должны оставить свои следы в распределении тёмной материи, которая является самой распространённой формой материи во Вселенной. Тёмная материя взаимодействует с обычной материей только гравитационно и не взаимодействует с магнитными полями напрямую. Однако заряженные частицы, такие как электроны, которые взаимодействуют с магнитными полями, могут оказывать влияние на тёмную материю гравитационно.

В итоге, предполагается, что межгалактические магнитные поля будут скапливать электроны и ионизированный межгалактический водород вдоль своих линий, делая эти регионы немного плотнее по сравнению с остальным межгалактическим пространством. Из-за гравитационного влияния ионизированной материи вдоль линий магнитного поля, тёмная материя также будет скапливаться вдоль этих линий. Несмотря на то, что гравитационное воздействие очень слабое, оно накапливается со временем. Таким образом, если магнитные поля действительно существовали в ранней Вселенной, то они должны оставить следы в виде нитей тёмной материи, простирающихся вдоль этих полей.

Этот эффект может привести к образованию минигалактик тёмной материи вокруг первородных магнитных полей. Подобно тому, как галактики окружены гало из тёмной материи, эти «слабые» гало тёмной материи должны присутствовать вокруг магнитных полей из-за гравитационного взаимодействия ионизированной материи. Однако, со временем заряженные частицы будут взаимодействовать с магнитными полями и скорее всего нейтрализуют их. 

В настоящее время следов от этих ранних магнитных полей в обычной материи уже не осталось. Тем не менее микрогалактики тёмной материи всё ещё могут существовать и оставаться влиятельными источниками гравитационного линзирования дальних источников света, что предоставляет возможность их обнаружения.

Эта идея остается чисто теоретической. Существующие телескопы еще недостаточно чувствительны для измерения гравитационного линзирования микрогалактик, а значит, пока нет возможности непосредственно проверить данную гипотезу. Тем не менее, эта идея открывает новые перспективы в исследовании ранних магнитных полей и демонстрирует, как тёмная материя может хранить информацию о прошлом Вселенной, даже о том, что уже давно исчезло из нашего поля зрения.