Работающая с BICEP2 группа учёных, возглавляемая Джоном Ковачем (John Kovac) 17 марта объявила о регистрации первого прямого свидетельства инфляции — сверхбыстрого раздувания Вселенной, случившегося почти сразу после её рождения и позволившего мирозданию нарастить размеры от длины порядка планковской (1,6×10−35 см) до её современных размеров — мягко говоря, огромных во всех направлениях.
Если попытаться описать этот процесс максимально просто, то Вселенная тогда расширилась в сто триллионов триллионов раз за время, которое у вас уходит на один взмах ресницами. В общем, ажиотаж вокруг подробностей этого процесса (и работы BICEP2) вполне оправдан.
Влияние гравитационных волн на В-моду несомненно, и оно больше ожидавшегося, уверены представители коллаборации. Что ж, космологическое сообщество нетрудно будет убедить в первом, но со вторым могут возникнуть проблемы. (Иллюстрация BICEP.)
Зарегистрировать такие свидетельства (гравитационные волны) удалось по В-моде, параметру поляризации реликтового излучения, который ранее считался крайне сложным для детального анализа из-за ничтожной амплитуды этой самой В-моды. Мыслимо ли вообще надёжно установить что-либо по амплитуде в 0,1 мкК? Дело в том, что с технической точки зрения высокочувствительные микроволновых приёмники, использовавшиеся той же BICEP, очень быстро совершенствовались, и после последнего апгрейда в 2012 году они позволили выявить B-моду со статистической значимостью порядка 7,7σ — то есть даже выше тех пяти сигм, которые сопровождали открытие бозона Хиггса.
«Параметры выявленной В-моды из-за её киральности являются уникальным признаком существования гравитационных волн. Это первое прямое изображение, указывающее на появившиеся уже в ранней Вселенной гравитационные волны», — уверен Чаолинь Ко (Chao-Lin Kuo) из Стэнфордского университета (США), один из ключевых исследователей группы BICEP2.
Учёные изучили лишь тот участок неба, что простирается от одного до пяти градусов. Это 2–10 диаметров полной Луны, причём лишь в крайнем южном секторе неба, где расположены детекторы BICEP2 и имеются благоприятные условия для наблюдений (сравнительно тонкий слой очень сухого воздуха).
И всё-таки уже сейчас результаты заметно отличаются от того, что надеялись получить исследователи. Сигнал оказался значительно мощнее (примерно вдвое) того, на что рассчитывало большинство космологов, и именно это привело к тому, что коллаборация потратила три года на изучение полученных результатов, их перепроверку и попытку списать слишком большое значение на влияние различных объектов, находившихся между реликтовым излучением и земным наблюдателем. Но неожиданно мощный сигнал никуда не уходил, и теперь учёные с уверенностью говорят о нём как о научном факте.
«Всё это было похоже на поиск иголки в стоге сена. Но вместо этого мы нашли в стогу настоящий лом», — комментирует случившееся Клем Прайк (Clem Pryke) из Миннесотского университета (США). Коллаборация предложила сравнительно простую модификацию теории инфляции, которая могла бы объяснить такое расхождение. Пока, правда, не ясно, готово ли согласиться с такой модификацией остальное космологическое сообщество.
В Антарктиде BICEP2 использовала специализированный массив детекторов на сверхпроводниках, чувствительность которого ещё десять лет назад показалась бы научной фантастикой. (Фото NASA / JPL-Caltech.)
Ну а последствия у обнаружения этого «лома» огромны. Ави Лёб (Avi Loeb) из Гарвардского университета (США) замечает, что открытие окажет влияние на весьма важные вопросы: «Почему мы существуем? Как Вселенная возникла?.. Эти результаты не просто явная улика инфляции, они также говорят нам, когда именно имела место эта инфляция и до какой степени сильным был этот процесс». Последний момент очень важен: современные модели инфляции прямо влияют на то, какой размер имеет наша Вселенная сегодня. И нынешние оценки её диаметра в 90 млрд световых лет — далеко не единственно возможные.
С результатами работы коллаборации, готовящейся к публикации в научных журналах, можно познакомиться здесь.
По материалам Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.
Источник: compulenta.computerra.ru
