Используя телескоп в Антарктиде и космический телескоп ESA «Herschel», учёные впервые за всю историю астрономических наблюдений обнаружили тонкие «вихри» реликтового излучения от Большого взрыва, которые прокладывают путь к разгадке возникновения Вселенной.
Едва уловимый сигнал показал траекторию прохождения первого света из Вселенной к Земле, преодолевая галактические кластеры и темную материю – невидимую субстанцию, которая обнаруживается лишь косвенно через её гравитационное влияние.
Открытие указывает на путь к обнаружению доказательств гравитационных волн, возникших во время быстрой фазы «расширения» Вселенной. Планируется, что результаты исследований космической обсерватории ESA «Planck» подтвердят открытие.
Реликтовое излучение от Большого взрыва — космическое микроволновое фоновое излучение – возникло на небе, когда Вселенной было всего порядка 380 тысяч лет. Сегодня, примерно 13,8 млрд. лет спустя, астрономы фиксируют радиоволны при температуре всего 2,7 выше абсолютного нуля.
Самые незначительные изменения в этой температуре – всего на миллионную долю градуса – показывают флуктуации плотности в ранней Вселенной, которая сегодня представлена множеством галактик и звезд. Самая подробная карта температурных колебаний космического микроволнового излучения была представлена телескопом «Planck» в марте нынешнего года.
Но реликтовое излучение таит в себе и много другой информации. Мы можем видеть лишь незначительную часть поляризованного света. Примечательно, что он характеризуется двумя различными моделями: E-форма and B-форма.
Е-формы поляризованного света впервые били обнаружены в 2002 году телескопом наземного базирования. В – формы представляют для космологов больший научный интерес, однако их весьма сложно обнаружить.
Формы могут возникать двумя способами. Во-первых, поляризованный свет проходя мимо астрономического объекта с большой массой, например, галактики или скопления тёмной материи, искажается (отклоняется), образуя явление, известное как гравитационная линза. Во-вторых, реликтовое излучение возникает из-за «расширения» Вселенной, начавшегося через доли секунды после Большого взрыва.
Новое исследование объединило данные «South Pole Telescope» и «Herschel» дабы связать воедино поляризацию В-формы, реликтовое излучение и гравитационные линзы.
По словам Duncan Hanson, возглавляющего исследования «Herschel», это открытие стало возможным благодаря разумной комбинации наблюдений наземного телескопа South Pole Telescope, который измерил свет от Большого взрыва, с данными космического аппарата «Herschel», зафиксировавшего явление гравитационной линзы. Благодаря таким данным учёные нанесли на карту материла гравитационной линзы, после чего обнаружили корреляцию между ним и поляризованным светом, поступающим от реликтового излучения.
Учёные предполагают, что с «расширением» Вселенной, при столкновении сгустков материи и излучения с веществом, должные создаваться гравитационные волны. Обнаружение таких сигналов предоставило бы учёным информацию о самой ранней Вселенной и позволило бы воссоздать весь сценарий «расширения» Вселенной.