Первое прямое доказательство инфляции Вселенной после Большого взрыва | Наука 21 век

Наука 21 век » Первое прямое доказательство инфляции Вселенной после Большого взрыва





Первое прямое доказательство инфляции Вселенной после Большого взрыва

Март 18th, 2014

Первое прямое доказательство инфляции Вселенной после Большого взрываПочти 14 миллиардов лет назад наша Вселенная бурно начала свою жизнь – с Большого взрыва. За ничтожную долю секунды Вселенная начала расширяться по экспоненте, раскинувшись за пределы досягаемости наших лучших телескопов. Впрочем, всё это лишь теория. 

Первое прямое доказательство инфляции Вселенной после Большого взрываНо вчера исследовательский коллектив телескопа BICEP2 объявил о первом прямом доказательстве этой мгновенной инфляции Вселенной. Кроме того, в их работе представлены первые изображения гравитационных волн, или «ряби» пространства-времени. Эти волны считаются «первыми толчками» Большого взрыва. Наконец, полученные данные подтвердили тесную взаимосвязь между квантовой механикой и общей теорией относительности.

Эти сногсшибательные результаты были получены по итогам наблюдения (в BICEP2) реликтового электромагнитного излучения – слабого послесвечения Большого взрыва. Слабые колебания этого излучения дают ключ к пониманию древнейшего состояния Вселенной. К примеру, небольшие различия в температуре между разными участками звездного неба показывают, какие части Вселенной изначально обладали большей плотностью, сгустившись в галактики и их скопления.

Поскольку микроволновое фоновое излучение является формой света, оно обладает всеми свойствами света, в том числе поляризацией. На Земле солнечный свет рассеивается атмосферой и поляризуется – а в космосе МФИ рассеивают и поляризуют атомы и электроны.

«Наша группа охотилась за особым типом поляризации, так называемым B-режимом, который представляет собой “закрученные” формы в ориентации поляризации древнего света», - говорит Джейми Бок (Jamie Bock) из Калифорнийского технологического института.

Проходя сквозь космос, гравитационные волны сдавливают его – именно этот процесс оставляет характерный след в МФИ. Как и световые, гравитационные волны обладают хиральностью – их поляризация может быть «леворукой» или «праворукой».

«Вихревые формы B-режима – это уникальный признак гравитационных волн, именно из-за их хиральности. Перед нами – первое непосредственное изображение гравитационных волн в первозданном небе», - рассказывает Чао-Линь Куо (Chao-Lin Kuo) из Стэнфордского университета.

Исследователи изучили участки неба в 1-5 градусов (этот в 2-10 раз шире полной Луны). Для этого им пришлось отправиться на Южный полюс, с его сухим, холодным, безветренным воздухом.

«На Южном полюсе можно ближе всего подойти к космосу, не покидая земли. Одно из самых сухих и ясных мест на планете, он идеально подходит для наблюдения за слабыми волнами реликтового излучения», - говорит Джон Ковач (John Kovac) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

К удивлению ученых, сигналы поляризации в B-режиме оказались куда сильнее, чем ожидали многие космологи. Три с лишним года исследовательский коллектив проводил анализ данных, чтобы исключить малейшую вероятность ошибки. Они даже рассмотрели такой вариант, что наблюдаемые паттерны создают пылевые частицы в нашей галактике.

«Мы искали иголку в стоге сена, а нашли лом», - говорит Клем Прайк (Clem Pryke) из Университета штата Миннесота.

«Это исследование дает новый материал к размышлению над самыми фундаментальными вопросами. Почему мы существуем? Как началась Вселенная? Полученные результаты – не только явная улика космической инфляции. Они говорят нам и о том, когда началось расширение Вселенной и насколько мощным был этот процесс», - отмечает Ави Лёб (Avi Loeb) из Гарвардского университета.

По материалам пресс-релиза Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

На иллюстрации: колебания температуры (показаны изменениями цвета) микроволнового фонового излучения на небольшом участке неба, и ориентация его поляризации (показана короткими черными линиями).

Артём Космарский nauka21vek.ru