磁流体动力学闭合理论预测的螺旋宇宙磁场演化

我们将最近推导的不可压缩、均匀且各向同性湍流的磁场能量和湍流运动能量含量时间演化方程扩展到非零螺旋度的情况。随后对这些方程进行数值积分，以根据其初始螺旋度和磁能密度预测当今原初磁场的强度和关联长度。我们发现，所有先前关于螺旋磁场的解析预测，例如它们达到最大螺旋度的时期以及随后关联长度 $L \sim a^{1/3}$ 的增长和磁场强度 $B \sim a^{-1/3}$ 随尺度因子 $a$ 的减小，都得到了模拟的很好证实。当在电弱时期产生时，初始完全螺旋的原初磁场在当今时代的强度是其非螺旋对应物的 $4 \times 10^4$ 倍。