宇宙中充滿了美麗的結構，但是什麽創造了它們?過去我們認為，僅僅只有重力。但現在一些人認為，除了重力，或許還有另一種力。
宇宙是一個美麗的地方。在最大的尺度上，一張巨型的物質網交織在整個空間。放大後，你會看到無數星系在這些網狀結構中聚集。單個的星系同樣也有一系列奇妙的結構，譬如我們的銀河系就擁有迷人的螺旋形狀。
幾十年來，人們一直認為只有重力才可能塑造出這樣的奇跡。重力雖然在四種基本作用力中是最弱的，但它是一種長程力，可以在遙遠的距離上發揮作用，而且作用物件遍及所有形式的物質;四種基本作用力中強核力和弱核力，作用範圍僅限於原子核內，所以在宇宙尺度上不起作用;而電磁力雖然也是長程力，但僅作用於帶電物質，所以在大尺度上也可以忽略。
然而，現在，一系列觀察和實驗正在暗示，磁場的影響在大尺度上是不能忽略的。如果是這樣的話，在關於宇宙如何形成的圖景中，我們將不得不考慮磁場的影響。
塑造宇宙的只有重力嗎?
我們對宇宙結構和重力的了解，幾乎是同步開始的。早在20世紀初的幾十年裏，哈伯等天文學家就開始觀察宇宙大尺度的結構。大約在同一時間，愛因斯坦發表了他不朽的重力理論，即廣義相對論。起初，廣義相對論像手套適合於手一樣符合觀測結果，因此天文學家認為，宇宙的大尺度結構僅僅歸功於重力就足矣。
到了20世紀中期，瑞典物理學家、諾貝爾物理學獎獲得者漢內斯·阿爾文對塑造宇宙的力量提出了不同的看法。我們之前忽略磁場的影響，是認為它只能作用於帶電物質，然而阿爾文指出，宇宙中很多物質都處於等離子體狀態，而等離子體恰恰就是由帶電粒子組成的。他認為，磁場對等離子體施加的作用至少應該與重力對其他物質的作用相當，因此磁場在塑造宇宙方面應該也發揮了重要作用。
位於美國新墨西哥州的「甚大天線陣」
根據這一建議，阿爾文的支持者們開始用磁場來解決一些宇宙難題，包括螺旋星系是如何獲得其形狀的。但是對於這些支持者來說，總有兩個大問題繞不過去。首先，這個想法很難驗證，因為當時沒辦法觀察大範圍宇宙中的磁場;其次，更令人頭疼的是，磁場要想在塑造宇宙方面發揮作用，必須非常強才成，而沒有人知道如何才能形成足夠強的磁場。
要制造一個磁場，你首先需要一個「發電機」，即一個由帶電或導電的物質攪動起來的區域。這正是在地球內部發生的情況：地核內液態鐵的迴圈產生了環繞地球的磁場。早期宇宙中形成的等離子體，當然也可以充作這樣的發電機，但問題是，任何這樣的發電機都規模太小，產生的磁場太弱，無法對星系產生實質性的影響。比如地球的磁場，很難對地球附近的火星和木星產生實質性的影響，更別說對太陽系和銀河系了。要產生實質性的影響，這些磁場必須以某種方式放大許多倍才成。
但有什麽機制可以放大磁場呢?大家心裏可一點數都沒有。所以，盡管關於磁場在塑造宇宙中發揮作用的話題醞釀了幾十年，但直到1980年代，由於上述問題沒解決，大家還是只承認，宇宙的「雕塑家」只有重力一個。
在宇宙中大範圍的磁場 是存在的
自1980年代以來，有一件事發生了很大的變化，那就是我們在大範圍宇宙中尋找磁場的能力有了極大的提高。以美國太空總署的平流層紅外天文台(SOFIA)為例，這是一個紅外線望遠鏡，裝在一架改裝的巨型噴射機裏，可以飛到高空進行觀測，因為靠近地面的大氣層水蒸氣含量太高，水蒸氣吸收紅外光，會妨礙紅外觀測。
觀測紅外線與尋找磁場有什麽關系呢?原來由於宇宙塵埃中一般含有鐵磁性物質，所以當它們處於磁場中時，會像鐵屑一樣排成列，使透過它們的任何紅外光發生偏振。5年前，美國史丹福大學的天文學家洛佩茲·羅德裏格斯等科學家利用一種可以接收偏振紅外光的新儀器，觀察到螺旋星系NGC 1068的中心是一個偏振的紅外光源，說明那裏存在磁場。
科學家在世界上最強大的激光器材上觀察等離子體的亂流運動。
另外，他們還看到了一些非同尋常的東西：磁場大致按照該星系的螺旋形狀分布!這樣的事情之前大家可沒有預測到。為了弄清楚這是否只是一種偶然，他們又檢視了附近的其他20個星系。他們發現，每一個星系中都有一個滲透整個星系的大規模磁場，而且磁場的分布與星系的形狀大致吻合。
其他望遠鏡也看到了類似的情況。2020年，天文學家用位於美國新墨西哥州的「甚大天線陣」(這是由27台25米口徑的天線組成的射電望遠鏡陣列)研究螺旋星系NGC 4217時，也檢測到一個遍及整個星系的大規模磁場。
當然了，這些結果雖然很令人驚訝，但我們也很難從中得出確切的結論：是磁場塑造了星系的形狀，還是星系的形狀塑造了磁場?此外，我們雖然現在觀察到了宇宙中大範圍的磁場，但依然不了解它們是如何被充分放大的。
磁場放大的機制 ——亂流發電機
從1950年代中期以來，物理學家一直在研究等離子體中的亂流。電腦模擬表明，在亂流中運動的等離子體，不僅可以充當產生磁場的發電機，還可以透過亂流運動，極大地提高磁場強度。這被稱為「亂流發電機」。
然而，這只有在等離子體被加熱到極高溫度(相當於宇宙早期的溫度)的時候才容易觀察到。可是，極高溫的等離子體在實驗室並不容易制造，所以「亂流發電機」依然是一個難以驗證的假說。21世紀之初，大型激光實驗室出現了。這是一個驗證「亂流發電機」假說的天賜良機，因為它們是地面上唯一能夠制造極高溫度等離子體，接近產生亂流發電機條件的地方。
2018年，科學家在美國歐米茄激光設施上做了第一個激光實驗。他們如願以償地看到了等離子體磁場的快速放大。這是人類有史以來第一次瞥見亂流發電機的執行。
受其鼓舞，科學家又「移師」世界上最強大的激光器材上來做類似的實驗。這個裝置本來是為研究可控熱核聚變而建造的，這裏更強大的激光可以更有力地驅動等離子體亂流。科學家在實驗中，一邊用激光給等離子體升溫，一邊用X射線攝影機觀察。結果證實了，亂流發電機所產生的磁場可以將等離子體固定在原地，並抑制熱量的擴散達數十億年。換句話說，亂流發電機產生的磁場可以強到足以控制物質的運動。
所有這些發現都為阿爾文的論點，即磁場有助於雕刻宇宙，註入了新的活力。
事情到這一步，也許有人會問這樣一個問題：既然磁場的作用之前被宇宙學家嚴重忽略了，假如現在重新考慮，那麽當前宇宙學中那些神秘兮兮的東西，如暗物質、暗能量，會不會跟著消失呢?也就是說，被我們一直認為是暗物質和暗能量的影響，事實上會不會只是宇宙磁場的影響而已?沒錯，當前一部份天文學家已經轉向這個看法。但是，要想證實這種觀點，仍然是一項成敗難以預料的艱巨工作。
