Поляризация реликтового излучения может указывать на то, что Вселенная устроена сложнее, чем предполагает стандартная космологическая модель. К такому выводу пришли исследователи, сопоставив восемь карт поляризации, полученных космическим аппаратом Planck. Их анализ показал, что слабый поворот поляризации, обнаруженный ранее, вероятно, имеет космическое, а не инструментальное происхождение.
Реликтовое микроволновое излучение сформировалось примерно через 380 тысяч лет после Большого взрыва, когда Вселенная остыла и стала прозрачной. Перед началом долгого путешествия к Земле фотоны в последний раз рассеялись на атомах водорода, получив поляризацию. За более чем 13 млрд лет направление этой поляризации могло измениться под воздействием космических процессов.
Астрономы выделяют два основных типа поляризации реликтового излучения. E-мода связана с температурными неоднородностями и выглядит так, будто направления поляризации расходятся от определённых областей. Её впервые зарегистрировал в 2002 году интерферометр DASI, а соответствие распределения E-мод температурным вариациям, измеренным аппаратом Planck, стало дополнительным подтверждением теории Большого взрыва. B-мода проявляется как смещение направления поляризации относительно соседних участков.
У B-моды может быть несколько причин. Чаще всего её связывают с гравитационным линзированием: проходя рядом с галактикой, E-поляризованный свет слегка меняет направление под действием гравитации и частично превращается в B-моду. Другой возможный источник — первичные гравитационные волны, возникшие во время стремительного расширения Вселенной на раннем этапе космической инфляции. Именно такой сигнал первоначально заявляла обнаружить группа BICEP2 в 2014 году, что вызвало споры.
Согласно стандартной модели космологии, на больших масштабах поляризация должна усредняться и не иметь общего предпочтительного направления. Возможное глобальное вращение называют космическим двулучепреломлением. Модель предсказывает его отсутствие, однако исследование 2020 года выявило ненулевой эффект, который мог бы свидетельствовать о неполноте или ошибочности нынешних представлений о Вселенной.
Чтобы отделить реальный сигнал от систематической ошибки наблюдений, авторы новой работы сравнили не итоговую карту, а отдельные наборы данных и их статистические свойства. Настоящее космическое двулучепреломление должно проявляться одинаково во всех наборах, тогда как ошибка конкретного наблюдения менялась бы от одного набора к другому. Результаты поддерживают космическое происхождение эффекта, но пока не дают окончательного доказательства; для проверки гипотезы потребуются новые наблюдения. Об этом сообщает Universe Today со ссылкой на работы Yuto Minami и Eiichiro Komatsu в Physical Review Letters и Anto I. Lonappan, Brian Keating и Kam Arnold в The Astrophysical Journal Letters.