Отглас от „последното издихание” на Големия взрив

Учените от консорциума Polarbear, оглавяван от д-р Адриан Лий от Калифорнийския университет, са провели най-точните засега измервания на параметрите на микровълновия космически фон.

Този фон 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.

Това сливане е породило лъчение на потока фотони, които, без да бъдат поглъщани от атоми и други частици, са се устремили в космическото пространство.

Въпросните фотони изконна светлина, които са „доживели“ до днешни времена, са се „охладили“, увеличили са дължината на вълната до съответстваща на температура от 3 градуса по Келвин. И все пак в тези фотони на микровълновото лъчение се е съхранила информация за последните им взаимодействия с материята.

Цялата тази информация се крие в такава характеристика на фотоните като поляризация, която, освен останалото, посочва и плътността на материята, която за последен път е разсейвала или излъчвала тези фотони. И именно с измерване на поляризацията на фотоните на микровълновия космически фон се занимават учените от Polarbear.

Изучаването на микровълновия космически фон и поляризацията на неговите фотони е провеждано с високочувствителните датчици на радиотелескопа Huan Tran Telescope, разположен в пустинята Атакама, Чили.

По основни принципи този експеримент много прилича на експеримента BICEP2, в който също се провежда анализ на поляризацията на микровълновия фон. Учените от колаборацията BICEP наскоро се опитаха да потвърдят наличието на гравитационните вълни и космическата инфлация, но сензацията им беше попарена от последните данни на учените от Planck.

Както и в експеримента BICEP2, така и в Polarbear учените се интересуват от най-информативния вид поляризация – поляризацията от В тип, която е свързана с въздействието на фотоните на странични магнитни полета.

Освен това, както беше споменато, в поляризацията от В тип се съдържат данни за материята, нейната плътност на мястото, където анализираните фотони са били разсеяни или излъчени. Вторият вид поляризация – от Е тип, също носи полезна информация, но нейното количество е изключително малко, за да представлява специален интерес за учените.

Данните от експеримента Polarbear, които се явяват като „поглед“ в най-ранния период от съществуването на Вселената, може да послужат за потвърждение или отхвърляне на резултатите от експеримента BICEP2.

Но основната задача на учените от Polarbear е съсредоточена върху интерпретацията на образите на микровълновия фон, което ще им позволи да създадат карта на разпределянето на материята във времето на инфлационния период от съществуването на Вселената 380 000 години след Големия взрив.

Освен това научните методи, използвани в експеримента Polarbear, радикално се различават от тези на BICEP2.

Те позволяват на учените да определят момента от време, когато тъмната енергия – тайнствена сила, отговорна за ускореното разширение на Вселената, е започнала да доминира и превъзхожда гравитационните сили, които според космологичните теории трябвало да възпрепятстват или забавят процеса на разширение на Вселената.