Последние данные, полученные со спутника Планка, не выявили никаких гравитационных волн, встроенных в космическом микроволновом фоне – изначальном «эха» Большого взрыва, который произошел около 14 миллиардов лет назад.
Этот результат противоречит печально известному сообщению BICEP2 об обнаружении гравитационных волн в марте прошлого года – но это не конец ни для гравитационных волн, ни для теории инфляции. В самом деле, мы ожидаем активизировать поиск гравитационных волн в ближайшие месяцы или годы.
После того, как на этой неделе были опубликованы детали наблюдений Планка, Discovery News удалось поговорить с космологом Кендрик Смит из Института теоретической физики «Периметр» в Онтарио, Канада, чтобы выяснить какое влияние произвели эти данные Планка, и как это повлияет на наше стремление понять, что произошло, когда родилась Вселенная.
Напомним в марте 2014 года, исследователи с помощью телескопа BICEP2 сделали очень громкое заявление, что они обнаружили отпечаток гравитационных волн в самом древнем излучении, наблюдаемом в далекой Вселенной - космический микроволновый фон или просто реликтовое излучение. Это излучение - остаток Большого Взрыва и поэтому происходит от генезиса нашей Вселенной.
Изучая реликтовое излучение, космологи ищут космическую капсулу времени – особенность, запечатленную в этом излучении, которая была создана после Большого Взрыва и поэтому ее структура может многое нам рассказать.
"Как зародилась Вселенная – это один из самых больших вопросов, на который пытаются ответить космологи", - сказал Смит. "Существуют несколько различных теорий о том, что произошло вскоре после Большого Взрыва… Но проблема заключается в том, что у нас нет единой теории об этом. У нас их несколько! ".
Хотя Смит не принимает непосредственного участия в совместной публикации BICEP2/Планка на этой неделе, он является членом международного сотрудничества Планка.
Одна из теорий заключается в том, что Вселенная начала быстро расширяться сразу после Большого Взрыва и один из возможных способ подтверждения этому периоду инфляции, это обнаружить гравитационные волны, запечатленные в реликтовом излучении.
Специализированный телескоп BICEP2, расположенный у Южного полюса, предназначен специально для поиска поляризации в древнем реликтового излучении, который также называется «B-режим поляризации». Если B-режим будет обнаружен, то это будет являться признаком того, что гравитационные волны существуют, доказывая тем самым некоторые инфляционные теории Вселенной.
"При обнаружении этих гравитационных волн в космическом микроволновом фоне, мы можем сузить физику Большого взрыва", - сказал Смит.
И вот что команда думала, когда они нашли что-то на небольшом участке неба. Там оказался очень сильный сигнал B-режима, который не мог (в то время) быть объяснен никакими другими явлениями.
"В первоначальном результате BICEP2 они увидели, что В-режим поляризации реликтового излучения был на уровне, который примерно соответствовал величине сигнала гравитационных волн, которые были бы совместимы с нашими наблюдениями", - добавил Смит.
Но исследователи BICEP2 недооценили влияние намагниченной пыли, которая заполняет нашу галактику.
При наблюдении любого излучения, расположенного за пределами Млечного Пути, мы должны смотреть сквозь тонкое облако межзвездной пыли и так уж получилось, что эта пыль также может генерировать B-режим поляризованного излучения. Для компенсации этого явления, Европейский космический телескоп Планка, который чувствителен к гравитационным волнам и космической пыли, начал создавать карту магнитного отпечатка галактического пыли. Миссия Планка была завершена в 2013 году, но его огромная база данных все еще обрабатывается и интерпретируется.
В марте прошлого года команда BICEP2 имела доступ только к предварительной базе данных Планка и поэтому они пришли к выводу, что в области зрения BICEP2 влияние галактической пыли было минимальным и в В-режиме сигнала они обнаружили реликтовое излучение.
"Они думали, что это должно быть гравитационные волны, а не пыль, основываясь на ряде статических анализов, которые были получены главным образом на основе приблизительных выбросов пыли в нашей галактике", - сказал Смит.
Хотя никто в космологическом сообществе не оспаривал тот факт, что команда BICEP2 действительно обнаружила В-режим поляризации, они утверждали, что слишком мало известно о галактической пыли и ее влиянию.
Таким образом, на этой неделе, совместная команда ученых Планка и BICEP2 рассказала, что не обнаружили следы гравитационных волн в данных BICEP2. Другими словами источником В-режима поляризации, который был первоначально обнаружен BICEP2, является пыль, а не гравитационные волны.
Так что же теперь? Хотя объявление в марте было преждевременным, поиск гравитационных волн все еще продолжается. Космологи теперь вооружены комплексной картой пыли нашей галактики. Смит надеется, что в течение ближайших 5 лет, обширные мультичастотные наблюдения помогут обнаружить неуловимый В-режим поляризации, генерируемый гравитационными волнами.