Путь света от очень ранней Вселенной до современных телескопов является долгим и извилистым. Древний свет распространялся миллиарды лет, прежде чем достиг нас, и этот путь был не прямым, а искаженным гравитацией от объектов Вселенной.
Этот закрученный паттерн света, называемый Би-режим (B-modes), наконец-то был обнаружен. Открытие, которое в будущем приведет к уточнению карты распределения вещества в нашей Вселенной, было совершено с помощью телескопа Национального научного фонда на Южном полюсе и космической обсерватории Гершель.
Ученые уже давно предсказывали два типа Би-режимов: те, которые сформировались, когда Вселенной было менее миллиарда лет и так называемые "первичные", которые предположительно были произведены, когда возраст Вселенной составлял доли секунды после ее рождения в результате Большого Взрыва, когда Вселенная находилась в фазе быстрого наполнения (инфляции).
Самый старый свет, который мы видим сегодня, называется "космический микроволновый фон". Он пришел к нам из того времени, когда Вселенной было несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Часть этого древнего свет поляризована - это процесс, который заставляет световые волны вибрировать в одной плоскости. То же самое происходит на Земле, когда солнечный свет отражается от озера, или частиц в атмосфере. Существуют специальные очки, которые убирают этот поляризованный свет, уменьшая блики.
Ученые уже фиксировали поляризованный свет в одном из вариантов – «электрическом» (Е-поляризация). Теперь же исследователи впервые обнаружили поляризованный свет космического микроволнового фона в «магнитном» или Би-режиме.
В своем исследовании ученые охотились за светом, поляризованным гравитационными линзами, когда гравитационное притяжение сгустков материи - галактик и темной материи - искажает путь света.
Полученные сигналы очень слабые, поэтому ученые использовали инфракрасную карту материи от аппарата Гершель, чтобы получить представление о том, где искать этот свет. Затем исследователи зафиксировали сигналы с телескопа на Южном полюсе, что делает его первооткрывателем Би-режима. Это важный шаг для того, чтобы узнать, как материя, нормальная и темная, распределена по всей нашей Вселенной. Сгустки материи в ранней Вселенной и есть те семена, из которых выросли галактики, подобные нашему Млечному Пути.
Ученые надеются, что открытие поможет больше узнать о периоде времени, наступившем после Большого Взрыва.
Во время инфляции, гласит теория, скорость расширения Вселенной превышала скорость света. Теория специальной относительности Эйнштейна утверждает, что ни информация, ни вещество не могут двигаться в космосе со скоростью, превышающей световую, но данное правило имеет исключение для ранней Вселенной.
Новая находка должна обеспечить точку отсчета, от которой будут отталкиваться будущие попытки измерить В-режимы, вырабатывающиеся гравитационными волнами. Это может принести множество интересных данных о росте Вселенной в первые моменты ее жизни, сообщают исследователи.
«Данное измерение стало возможным благодаря уникальному сочетанию наземных наблюдений Телескопа Южного Полюса (зафиксировал свет Большого Взрыва) с наблюдениями космической обсерватории Гершеля (чувствительна к обнаружению галактик, локализирующих темное вещество, которое и ведет к явлению гравитационного линзирования)», говорит один из ученых миссии Хершеля Хоакин Виэйра из Калифорнийского Технологического Института.