Todo lo que ocurre en el universo, desde la caída de una manzana hasta el estallido de una supernova, puede explicarse, en última instancia, por cuatro fuerzas fundamentales. Si vamos a lo básico, la gravedad mantiene unidos los planetas y las galaxias; la fuerza electromagnética rige la luz, la electricidad y el magnetismo; la fuerza nuclear fuerte mantiene cohesionados los núcleos atómicos; y la fuerza nuclear débil es responsable de ciertos tipos de radiactividad y de las reacciones que alimentan el Sol.

De esas cuatro, la gravedad es la más familiar, aunque también la más débil. Sin embargo, a escalas cósmicas, hay otra fuerza que resulta sorprendentemente dominante: el electromagnetismo. Los campos magnéticos atraviesan galaxias enteras, modelan los vientos estelares, desvían rayos cósmicos y pueden influir en la formación de estructuras cósmicas. Y, sin embargo, su origen sigue siendo uno de los mayores enigmas de la astrofísica moderna.

Hasta hace poco, los científicos no sabían si esos campos magnéticos surgieron junto con las primeras estrellas, o si ya existían antes, en los primeros instantes tras el Big Bang, cuando el universo era una sopa de plasma en expansión. Ahora, un nuevo estudio del CERN y de la Universidad de Oxford, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), aporta una de las pistas más sólidas hasta la fecha: el magnetismo podría haber nacido de manera espontánea a partir de fluctuaciones eléctricas en el plasma primordial.

Los investigadores combinaron experimentos de laboratorio con simulaciones numéricas que recrean las condiciones del universo temprano. En los experimentos, realizados con haces de plasma de alta energía, observaron que pequeñas irregularidades en los campos eléctricos podían generar corrientes microscópicas que, a su vez, daban lugar a campos magnéticos. Lo más llamativo es que esos campos no requerían estructuras previas: bastaba con una mínima asimetría en la distribución de las partículas cargadas.

Según el estudio, este fenómeno, conocido como efecto Biermann, podría haber actuado de manera similar en el cosmos primitivo. En las primeras fracciones de segundo tras el Big Bang, cuando el universo estaba compuesto de protones, electrones y fotones en un caldo extremadamente caliente, cualquier fluctuación en la densidad o temperatura podría haber producido diminutos campos magnéticos. Con el tiempo, la expansión del universo y el movimiento del plasma los habrían amplificado hasta las escalas que observamos hoy, extendiéndose por cúmulos de galaxias y filamentos cósmicos.

El hallazgo es importante porque ayuda a explicar cómo se “sembró” el magnetismo cósmico sin necesidad de invocar mecanismos más exóticos o condiciones iniciales arbitrarias. También conecta la física de partículas con la cosmología, mostrando cómo fenómenos que hoy podemos reproducir en el laboratorio, como la dinámica del plasma, fueron decisivos para modelar el universo a gran escala.