Гравитационните вълни все пак са само космически прах

През юни 2014 година астрофизици от екипа BICEP2 съобщиха вълнуваща вест: те успели да открият слаби вълни в поляризацията на реликтовото (древно) лъчение на Вселената.

Реликтовото лъчение е остатък от светлината, възникнала във Вселената в най-ранния стадий от нейното съществуване и претърпяла кардинални изменения през дългото пътешествие из космическото пространство.

И все пак „останки“ от изконната светлина, възникнала само 380 000 години след момента на Големия взрив, носят информация, която помага на учените да разкрият някои фундаментални тайни на Вселената, включително тъмната материя и тъмната енергия.

В първите мигове след Големия взрив, който според последни данни е настъпил преди 13,8 млрд. години, Вселената е била толкова гореща и плътна, че фотоните не са успявали да прелетят значително разстояние, без да се натъкнат на частици.

Така светлината постоянно се е разсейвала и поглъщала, йонизирайки всички атоми на материята, които са успели да се образуват. Но когато Вселената е навършила приблизително 380 000 години, тя е изстинала толкова, че електроните и протоните са могли да се обединят, формирайки стабилни атоми водород, които не се подлагали веднага на йонизация.

Откритието на учените от BICEP2 можеше да означава, че наблюденията потвърждават теорията за съществуването на предсказаните от Айнщайн гравитационни вълни („гънки“ по тъканта на пространство-времето). Но по-късно учените събраха повече данни, които накараха специалистите да се усъмнят в еднозначността на откритието.

Екипът на космическата мисия „Планк“, която също се занимава с изследване на реликтовото лъчение на Вселената, съобщи за своите съмнения, че тези „гънки“ в поляризацията на древната светлина действително са предизвикани от въздействието на гравитационните вълни.

Почти цялата втора половина на 2014 година членовете на двата екипа спореха горещо на тази тема, но най-много от всичко физиците искаха да се докопат до истината. По тази причина учените от експеримента BICEP2 и проекта Planck Collaboration обединиха усилия, за да открият единен и достоверен отговор на своите въпроси.

Сътрудничеството на двете групи, както и работата с полярни и космически телескопи се превърна в дълбоко разочарование за науката – авторите на изследването твърдят, че въпросната B-mode поляризация на реликтовото лъчение по-скоро изобщо не е била доказателство за древно явление от рода на гравитационни вълни, а е била предизвикана от присъствието на междузвезден прах.

Европейската космическа агенция е обявила дългочаканите резултати на 30 януари 2015 година.

Да отбележим, че специалистите от дълго време говорят, че поляризацията на реликтовото лъчение може да е предизвикана от космически прах, но чак сега с това вече са съгласни всички и първичното твърдение е отхвърлено. В бъдеще ще се наложи учените да търсят нов, по-уникален „подпис“ на гравитационните вълни, за да докажат тяхното съществуване.

Съвместната работа на BICEP2 и Planck Collaboration се заключавала в налагането на получените в хода на наблюденията данни едни върху други. Телескопът BICEP2 е регистрирал поляризация на лъчението на честота 150 гигахерца, докато обсерваторията „Планк“ е наблюдавала същия участък от небето на 353 гигахерца – честота, която записва сигналите на поляризацията, излизащи от космическия прах.

Двата набора данни демонстрирали, че областта, установена от BICEP2 през юни 2014 година и смятана за източник на най-мощен сигнал от „гравитационни вълни“, напълно съвпада с областта, която „Планк“ е определил като източник на междупланетен концентрат от прах. Последният станал и причина за B-mode поляризацията, става ясно от съобщението на ЕSА.

„Нашата съвместна работа показа, че търсенето на B-mode поляризация се явява крайно ненадеждно доказателство за присъствието на гравитационни вълни. Ние не успяхме да потвърдим вълнуващото откритие“, казва Жан-Лу Пюже от колаборацията „Планк“.

Изследването на микровълновия фон на Вселената беше един от ясните и очевидни подходи към доказателството за съществуването на гравитационни вълни. Сега вече е ясно, че ориентирането към поляризацията на космическото лъчение е рисковано, тъй като шансът за проявление на фонови явления, такива като въздействието на меджузвездния прах, е прекалено висок.