Мы окружены светом древнего космоса, который начал свой путь более 13 миллиардов лет назад, когда Вселенная остыла и стала прозрачной. Этот свет, известный как реликтовое микроволновое излучение (CMB), содержит много информации о нашей Вселенной. Одним из тонких аспектов, закодированных в этом фоновом излучении, является поляризация. Когда Вселенная стала оптически прозрачной примерно через 380 000 лет после Большого взрыва, фотоны, исходящие от первичной термодинамики, поляризовались. Изначально поляризация была случайной, но за долгий путь изменений в 13 миллиардов лет многое могло произойти.
Поляризация E- и B-режима
Существует два основных способа, которыми космологические фотоны могут изменяться на наблюдаемых масштабах: это поляризация E-режима и B-режима. Поляризация E-режима характеризуется тем, что ориентации кажутся исходящими из определенной области, тогда как при поляризации B-режима поляризация сдвигается относительно других близлежащих областей. Астрономы изучают эти режимы поляризации, так как у них есть уникальные космологические причины.
Поляризация E-режима вызвана температурными колебаниями в CMB и была впервые зафиксирована в 2002 году с помощью интерферометра DASI. Наблюдения E-режима совпали с температурными колебаниями, зафиксированными спутником Planck, что дополнительно подтвердило теорию о Большом взрыве. Поляризация B-режима была впервые обнаружена в 2014 году, но этот результат вызвал обсуждение. Вы могли слышать о спорах вокруг результатов BICEP2, поскольку B-режим может возникать по нескольким причинам, самой распространенной из которых является эффект гравитационного линзирования.
Когда поляризованный свет E-режима проходит рядом с галактикой, гравитационное взаимодействие может немного изменить его поляризацию, переведя её из E-режима в B-режим. Другой возможный источник B-режима связан с ранней космической инфляцией, когда быстрая экспансия Вселенной создала примордиальные гравитационные волны — именно это B-режим изначально и пытался зафиксировать BICEP2.
Поиск космической бирастрики
Согласно стандартной модели космологии, поляризации должны усредняться на больших масштабах, то есть не должно быть общей предвзятости في поляризации. Такой поляризационный уклон известен как космическая бирастрика — глобальное сдвижение космического света. Стандартная модель предсказывает, что космическая бирастрика должна равняться нулю, однако в 2020 году одно исследование обнаружило ненулевое значение. Если это будет подтверждено, это укажет на то, что стандартная модель либо неверна, либо неполна.
Проблема заключается в том, что трудно отличить истинную бирастрику от наблюдательных искажений. Чтобы преодолеть эту трудность, новое исследование предлагает метод тестирования наблюдательных искажений. Вместо анализа полного набора данных команда обратилась к наблюдательным наборам и сопоставила их статистически. Идея заключается в том, что истинная космическая бирастрика будет иметь одинаковый сдвиг во всех наборах, в то время как любое смещение набора будет варьироваться.
Применив этот метод к восьми картам поляризации, полученным спутником Planck, исследователи обнаружили, что небольшой поляризационный сдвиг, наблюдаемый в 2020 году, кажется, действительно космического происхождения. Этот результат поддерживает идею о реальности космической бирастрики.
Мнение SpaceDiscover
Как и в ранее проведенном исследовании, этот результат недостаточно силен для окончательных выводов. Тем не менее, он открывает новые горизонты для обсуждения наших базовых предположений о Вселенной. Возможно, она не так однородна, как первоначально считалось, или же существует темная материальная частица, происходящая из глубин космоса. Это открытие подчеркивает необходимость дополнительных наблюдений, чтобы дать четкие ответы на вовлекающие нас вопросы об устройстве Вселенной.
Не забудьте подписаться на наши каналы Дзен, Telegram и ВК.
Мы всегда рады видеть вас среди наших читателей и подписчиков SpaceDiscover!
