В реликтовом излучении обнаружены следы гравитационных волн от большого взрыва

Поляризационные «завитки» в реликтовом излучении, вызванные гравитационными волнами Большого взрыва

17 марта Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики опубликовал результаты исследований проекта BICEP2, которые позволяют с уверенностью говорить о том, что учёным наконец удалось обнаружить следы гравитационных волн, возникших в момент Большого взрыва. Это открытие по значимости сравнимо с обнаружением бозона Хиггса — оно является прямым подтверждением инфляционной модели Вселенной, разработанной в начале 80-х годов Аланом Гутом и Андреем Линде. Эта модель предполагает, что расширение Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва происходило намного быстрее, чем предсказывает стандартная модель горячей Вселенной.

Инфляционная модель решает ряд проблем, которые стояли перед стандартной моделью, в частности проблему крупномасштабной однородности и изотропности Вселенной. В соответствии с моделью горячей Вселенной, на начальных этапах своего существования Вселенная состояла из большого количества областей, никак не связанных причинно-следственными связями, однако наблюдения говорят о том, что Вселенная весьма однородна. В инфляционной модели скорость расширения Вселенной такова, что весь её наблюдаемый объём оказывается результатом расширения одной-единственной причинно-связанной области.



Телескоп BICEP2 позволяет измерить колебания температуры микроволнового излучения с амплитудой всего в десятимиллионную долю Кельвина. Он располагается в Антарктиде, так как там исключительно чистый и сухой воздух. С помощью детекторов телескопа BICEP2 удалось получить снимки реликтового фонового излучения в момент, отстоящий от Большого взрыва всего на 380 000 лет, когда Вселенная стала прозрачной для света. В этом излучении обнаружена характерная картина поляризации, которая вызвана гравитационными волнами Большого взрыва.



На переднем плане — телескоп BICEP2

Реакция Андрея Линде, когда ему сообщили, что его теория инфляционной Вселенной подтверждена через 30 лет с момента её публикации:



В физике элементарных частиц, для подтверждения открытия, эксперимент должен удовлетворять критерию 5σ, что соответствует вероятности 99.999 942 6697%
Это означает есть только 1 шанс на 1 744 278, что полученный результат вызван случайной флуктуацией.

r — это оценочный параметр, который определяет амплитуду гравитационных волн через соотношение B-моды (роторной составляющей) и E-моды (градиентной составляющей). Он позволяет отделить вклад гравитационных волн от других явлений при измерении поляризации реликтового излучения. Теоретически ожидалось что r должно быть от 0 до 0.3 (при этом 0 означал бы отсутствие колебаний). Но по последним данным полученным с космической обсерватории Планка r ограничивали в пределах 0.1 (данные еще поступают и не окончательны обработаны)

Соответственно оценка "r = .2" подтвержденная с вероятностью "5σ" в 2 раза превосходит предыдущую ожидаемую оценку.
Несмотря на это вероятность ошибки все еще существует и сейчас они работают над дополнительным подтверждением, что r больше 0

Скачать подробный отчёт можно на сайте проекта BICEP2.

Источник