Похоже найдено начало Большого взрыва

23 марта 2014

3065

Благодаря телескопу BICEP2, ученые обнаружили свидетельства того, что рождение Вселенной началось из инфляционного расширения: за доли секунды, мироздание расширилось от объема размером с атом, до объема размера с апельсин.

Ученые впервые обнаружили прямые доказательства космической инфляции – начала Большого Взрыва, который создал нашу Вселенную. Впервые данные наблюдений подтверждают глубокую связь между квантовой механикой и общей теорией относительности.

Следы инфляции обнаружили с помощью малоапертурного телескопа BICEP2, размещенного на Южном Полюсе. Астрономам удалось сделать первые изображения следов гравитационной ряби пространства.

«Обнаружение этого сигнала является одной из наиболее важных целей в современной космологии. Этому знаменательному событию предшествовало огромное количество работы множества людей, - сказал научный руководитель проекта BICEP2 Джон Ковач из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

Инфляция – важный элемент Стандартной модели, объясняющей эволюцию мироздания. Сразу после рождения Вселенная представляла собой плотную однородную массу кварков и лептонов, управляемую единым полем. После разделения единого поля на сильные взаимодействия, произошел фазовый переход вещества Вселенной в другое состояние, из-за чего произошло резкое расширение Вселенной – инфляция.

Ученые обнаружили следы инфляционного расширения, изучая космический микроволновый фон, который иногда называют послесвечением Большого Взрыва. Слабый сигнал гравитационных волн инфляции был обнаружен благодаря поляризации реликтового излучения. Это можно сравнить с поляризационными солнцезащитными очками, которые блокируют яркое свечение небольшого участка неба.

Гравитационные волны сжимают пространство, и это сжатие создает определенный рисунок микроволнового излучения Вселенной. Как и световые волны, гравитационные также имеют правую или левую поляризацию. Чтобы найти поляризацию, астрономы с помощью телескопа BICEP2 отсканировали около 2% небосвода в течение 3 лет

Астрономы создали карту поляризации, которая напоминает железные опилки, выстроенные на ровной поверхности магнитным полем. Вихреподобные рисунки в космическом микроволновом фоне являются главным признаком гравитационных волн, генерируемых при инфляции. Если результаты наблюдений подтвердятся, современная космология, наконец, встанет на прочный фундамент и сможет развиваться дальше.

Это изображение микроволнового фонового излучения показывает незначительные колебания температуры. Разница температур отмечена различными цветами, а поляризация микроволнового излучения – короткими черными линиями

Наиболее важным результатом наблюдений BICEP2 является возможность уточнения моделей инфляции. Впервые ученые видят прямое изображение изначальных гравитационных волн, который родились, когда Вселенной было всего 380000 лет. Этот волновой сигнал отпечатался на микроволновом фоне всего за крошечную долю секунды, и обнаружить его – большая удача.

Интересно, что поляризационный сигнал от инфляции был значительно сильнее, чем ожидали космологи. Они проверяли свои наблюдения в течение трех лет, прежде чем заявили об открытии. Правда есть небольшая вероятность того, что этот сигнал происходит от космической пыли.

«Мы искали иголку в стоге сена, но вместо этого нашли лом», - сказал один из руководителей научного проекта BICEP2 Клем Прайк из Университета Миннесоты.

Гарвардский ученый Ави Лоеб рассказал о последствиях открытия следов инфляционного расширения Вселенной. Ученый заявил, что открытие дает новый взгляд на некоторые из основных научных вопросов: как родилась Вселенная? Когда произошло расширение Вселенной? Насколько мощным был этот процесс?