Почти 14 миллиардов лет назад Вселенная возникла в результате грандиозного события — Большого взрыва. В первую долю секунды произошла экспоненциальная экспансия пространства, которая вышла за границы возможностей современных телескопов. Всё это долго оставалось только теорией.

Ученые впервые зафиксировали следы космической инфляции

Недавно исследователи из группы BICEP2 сообщили о первом прямом свидетельстве этого процесса. Их данные также стали первыми изображениями гравитационных волн — ряби в пространственно-временной структуре. Эти волны считаются «первым эхом Большого взрыва» и подтверждают важную связь между квантовой механикой и общей теорией относительности.

Обнаружение слабых сигналов в космическом микроволновом фоне

Исследование было проведено с помощью телескопа BICEP2, который фиксирует остаточное тепло от Большого взрыва — так называемый космический микроволновой фон. Небольшие колебания в этом излучении позволяют понять условия в ранней Вселенной. Например, различия в температуре показывают области с повышенной плотностью материи, из которых впоследствии сформировались галактики.

Поляризация и «B-моды»: сигналы, указывающие на гравитационные волны

Космический микроволновой фон обладает свойствами света, включая поляризацию. На Земле поляризация солнца возникает из-за рассеяния света атмосферой. В космосе подобное рассеяние происходило при взаимодействии с атомами и электронами. Ученые искали особый тип поляризации — так называемые «B-моды», которые возникают из-за «завитков» или «спиралей» в древнем свете.

Cледите за новостями

Изображение паттерна поляризации, вызванного гравитационными волнами, создающими «завитки» в космическом микроволновом фоне, — уникальный знак инфляции. Поляризационный паттерн, вызванный плотностными флуктуациями, отсутствует в этой части изображения. На снимке показан реальный B-мод паттерн, соответствующий теориям о гравитационных волнах.

Значение открытия и дальнейшие перспективы

«Обнаружение этого сигнала — одна из главных целей современной космологии», — отметил руководитель проекта Джон Ковак. Его команда путешествовала на Южный полюс, чтобы воспользоваться его уникальными условиями: холодным, сухим и стабильным климатом, идеально подходящим для наблюдений за слабым излучением. Удивительно, но уровень сигнала оказался значительно сильнее, чем ожидали ученые, что делает это открытие особенно важным.

Что означает этот прорыв?

Обнаружение гравитационных волн свидетельствует о мощной инфляционной экспансии в ранней Вселенной и помогает понять, когда именно происходил этот процесс. По словам теоретика Авии Луба, эти результаты дают новые ответы на фундаментальные вопросы о начале существования и структуре Вселенной.

Марина Новикова

Научный журналист, которая зажигает в умах читателей огонь любопытства. Она переводит сложнейший язык Вселенной — от шёпота далёких галактик до генетического кода в наших клетках — на понятный и увлекательный человеческий язык. Её статьи — это не сухие факты, а захватывающие экспедиции на передний край знаний, доказывающие, что наука — это самое грандиозное приключение в истории человечества.