Надувной шар с нарисованными фломастером магнитными линиями — простая модель того, как ведёт себя слабое магнитное поле в расширяющейся вселенной. Пока шар маленький, линии послушно лежат на резине и не мешают ей растягиваться. Примерно так поле заполняет готовое пространство, не споря с его геометрией.
Но если бы сам фломастер начал раздувать резину, картина стала бы иной. Именно это происходит с очень сильным магнитным полем: его энергия становится настолько весомой, что начинает подчинять себе само пространство. В новой работе физики рассмотрели оба случая для вселенных де Ситтера (пустое пространство, которое расширяется с ускорением) и анти-де Ситтера (пустое пространство с отрицательной кривизной, похожее на седло). Слабое поле решили уравнениями Максвелла на фиксированном фоне — как рисунок на уже надутом шаре. Для сильного поля пришлось включить обратную реакцию: поле своей энергией деформирует пространство, и уравнения Эйнштейна начинают работать вместе с уравнениями Максвелла.
Результат оказался элегантным: сильное магнитное поле превращает деситтеровскую или анти-деситтеровскую вселенную в магнитный аналог вселенной Мелвина — решения, где всё пространство пронизано однородным магнитным полем и из-за этого имеет цилиндрическую симметрию. Авторы получили его с помощью преобразования, похожего на метод Харрисона, который раньше применяли для зарядки чёрных дыр. Пришлось аккуратно преобразовать не только геометрию, но и давление с плотностью энергии гипотетической жидкости, заполняющей пространство. Так надувной шар с нарисованными линиями превратился в шар, который сами линии и надувают — и форма его становится не совсем сферической.
Вселенная Мелвина, послужившая прообразом для этого решения, была придумана в 1964 году и описывает пространство, заполненное однородным магнитным полем — этакий бесконечный магнит без полюсов.
В романе «Глаз времени» Артура Кларка и Стивена Бакстера магнитные поля нейтронных звёзд настолько сильны, что меняют свойства вакуума и создают «магнитные зеркала» для света.