Кто бы мог подумать, что магнитные поля могут быть так полезны? Астрономы могут использовать магнитные поля для составления карты нашего окружения в пределах Млечного Пути, используя метод, называемый вращением Фарадея. Это работает следующим образом. В галактике плавает куча пыли — в буквальном смысле пылинок.
Что ж, я утверждаю, что пыли много, но ее плотность очень, очень мала. К счастью, объемы межзвездного пространства настолько велики, что общее количество пыли может быть очень большим. И все эти маленькие пылинки связаны с небольшими магнитными полями, потому что все они состоят из электрических зарядов и вращаются вокруг себя.
Когда свет от удаленных источников проходит через пыль, этот свет сталкивается со всеми этими маленькими магнитными полями. Магнитные поля, в свою очередь, влияют на свет.
Это возможно потому, что свет на самом деле представляет собой волны электричества и магнетизма, к этому выводу впервые пришел шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл, когда он объединил теории электричества и магнетизма в единое целое. Электрические и магнитные поля вполне способны влиять друг на друга и реагировать взаимно. Например, изменяющееся электрическое поле создает магнитное поле, и наоборот.
Когда электромагнитная волна сталкивается с пылинкой и ее крошечным магнитным полем, это магнитное поле будет ориентировано определенным образом в зависимости от вращения частицы. Часть волны, направленная в сторону магнитного поля частицы, будет усилена, а часть, движущаяся перпендикулярно, будет подавлена.
Это изменяет поляризацию электромагнитной волны, которая зависит от угла ориентации ее электрического и магнитного полей. Чем дальше свет проходит через пыль, тем больше смещается этот угол, его поляризация.
Это невероятно слабый эффект, который едва ли можно обнаружить с помощью одной пылинки. Чтобы добиться заметного сдвига, требуется целый световой год путешествия сквозь пыль.
Это вращение Фарадея, названное в честь Майкла Фарадея, который первым продемонстрировал влияние магнетизма на свет. И мы можем использовать вращение Фарадея для составления карт распределения пыли в межзвездной среде.
Рассматривая удаленные яркие источники в разных направлениях, мы увидим большее вращение Фарадея в одних направлениях и меньшее - в других. Как если бы мы светили фонариком в туман, мы могли бы определить, где туман гуще, а где тоньше.
