«Планк» и не обнаружил гравитационных волн

    Невзирая на все про все слухи об вероятном обнаружении первичных гравитационных волн, кооперативный анализ заданных спутника «Планк», принадлежащего Европейскому галлактическому агентству, и наземных тестов BICEP2 и массива Кека и не предоставил никаких доказательств них существования. Как только вы понимаете, Вселенная начала свое существование подле 13,8 млрд годов назад и перевоплотился из максимально жаркого, плотного и однородного состояния в обеспеченный и непростой космос из галактик, кинозвезд и планет, кои мы смотрим сейчас. Только немаловажным родником инфы о истории Вселенной является галлактический микроволновый фон (CMB, реликтовое излучение), прах света, который возник спустя всего 380 000 лет опосля Немалого Взрыва.

    «Планк» и не обнаружил гравитационных волн

    Спутник «Планк» следил этот фон по всему небу с беспримерной точностью, и за крайние пару лет мы выяснили не мало новенького об юной Вселенной. Однако астрологи роют поглубже в надежде возвратиться гораздо далее обратно во времени: они отыскивают непосредственную сигнатуру галлактической «инфляции» — короткого периода ускоренного расширения, через которое, согласно теории, прошла Вселенная в возрасте пары мелких толикой секунды.

    «Планк» и не обнаружил гравитационных волн

    На этом снимке — участок неба, за которым следил спутник «Планк» в миллиметровых и субмиллиметровых длинах волн. Цветовая шкала показывает излучение пыли, которая заполняет Млечный Путь. Текстура, напротив, показывает ориентацию галактического магнитного поля. Она базируется на измерениях направления поляризованного света, излучаемого пылью. Выделенный регион показывает местоположение маленького участка неба, за которым следили ученые на Южном Полюсе, BICEP2 и массиве Кека и который навел на мысли об вероятном обнаружении искривленных B-мод.

    Эта сигнатура обязана быть видна по гравитационным волнам, крохотным возмущениям в ткани пространства-времени, кои появились в процессе инфляционной фазы, по воззрению астрологов. Что броско, эти возмущения обязаны были бросить отпечаток на альтернативный индивидуальности реликтового излучения: его поляризации.

    Когда световые волны вибрируют в большей степени в конкретном направлении, мы говорим, что свет поляризован. Реликтовое излучение поляризовано и показывает сложноватую картинку по всему небу. Она состоит из двух главных орнаментов: округлых и круговых (заведомых как только E-моды) и фигурных (B-моды).

    Различные явления во Вселенной создают или E-, или B-моды на различных угловых объемах, и распознавание разнообразных источников просит очень четких измерений. Конкретно B-моды могли получить бонус за выявление инфляции юной Вселенной.

    «Поиск данной неповторимой записи самой юной Вселенной непростой и увлекательный, потому что этот субтильный сигнал прячется за поляризацией реликтового излучения, которое само по себе воображает только несколько процентов от всего света», — разговаривает Ян Таубен, ученый проекта «Планк» в Европейском галлактическом агентстве.

    «Планк» и не одинок в этом поиске. Сначала 2014 года очередная команда астрологов предположила результаты, основанные на наблюдениях за поляризованным реликтовым излучением на маленьком участке неба в 2010-2012 годах с BICEP2, тестом на Южном Полюсе. Команда а также употребляла подготовительные заданные с иного опыта на Южном Полюсе, массива телескопов Кека.

    И они отыскали нечто увлекательное: фигурные B-моды в поляризации наблюдались на участках неба в пару раз большенных, чем объем тотальной Луны. Команда BICEP2 выставила сей факт в пользу той самой интерпретации, что сигнал появился от первичных гравитационных волн, и вызвала огромнейший резонанс в научном обществе.

    Все же существуют и альтернативный конкурент в данной игре, который может осуществлять этакий же спецэффект: межзвездная пыль в нашей галактике Млечный Путь.

    «Планк» и не обнаружил гравитационных волн

    На этом изображении показана карта всего неба, составленная «Планком» на девяти частотах во время его первого 15,5-месячного наблюдения

    Млечный Путь пронизан консистенцией пыли и газа, и пыль светится на этаких же частотах, что и реликтовое излучение, что значительно мешает наблюдению за древним галлактическим светом. Нужен позарез кропотливый анализ, дабы отделить затмевающий галлактический фон свет. Что немаловажно, межзвездная пыль тоже испускает поляризованный свет, что оказывает влияние на поляризацию реликтового излучения.

    «Когда мы в первый раз нашли этот сигнал в наших заданных, мы опирались на фотомодели излучения галактической пыли, доступные тогда, — разговаривает Джон Ковач, первостепенный исследователь BICEP2 из Гарвардского вуза в США. — Они, как только казалось, отображают, что область неба, избранная для наших наблюдений, владеет пылью с наименьшей поляризацией, чем у найденного сигнала».

    Оба наземных опыта коллекционировали заданные на одной микроволновой частоте, что выполняло трудным зонирование излучения Млечного Пути и фона.

    С альтернативный стороны, «Планк» следил небо на девяти микроволновых и субмиллиметровых частотных каналах, семь из которых были а также снаряжены поляризационно-чувствительными сенсорами. Методом кропотливого анализа эти многочастотные заданные можно существовало поделить по целесообразности.

    Команда BICEP2 избрала поле, где, по них воззрению, выбросы пыли обязаны быть невысокими, и таким макаром интерпретировала сигнал, который обязан быть космологическим. Все же, как «Планк» составил карту поляризованного излучения галактической пыли, предстало известно, что ее вклад в массовое дело возможно свыше, чем ожидалось.

    Наиболее тамошнего, в сентябре 2014 года «Планк» в первый раз проявил, что поляризованное излучение пыли преобладает по всему небу, ежели ассоциировать с сигналом, найденным BICEP2, даже в относительно незапятнанных регионах.

    Таким макаром, команды «Планка» и BICEP2 соединили усилия, сочетая способность спутника наводить справку с фронтальным замыслом излучения (за счет наблюдений на различных частотах) и наибольшей чувствительностью наземных тестов в случае работы с консервативными участками неба, благодаря них наиболее сильным и современным технологиям. К тамошнему времени а также стали доступны тотальные заданные массива Кека за 2012 и 2013 годы.

    «Эта совместная работа продемонстрировала, что обнаружение первичных B-мод уже и не этакое уверенное, когда мы удаляем излучение галактической пыли, — разговаривает Жан-Лу Пьюже, первостепенный исследователь инструмента HFI спутника «Планка» из Колледжа астрофизики в Орсе, Франция. — К огорчению, мы и не сумели подтвердить, что этот сигнал — отпечаток галлактической инфляции».

    Альтернативный родник поляризации B-мод, который уходит корнями в молодую Вселенную, был выявлен в процессе научные исследования, однако на изрядно наименьших масштабах неба.

    Этот сигнал, в первый раз обнаруженный в 2013 году, и не является прямым признаком инфляционной фазы, однако индуцируется галлактической паутиной громоздких структур, наполняющих Вселенную и изменяющих путь фотонов реликтового излучения на пути к нам.

    «Планк» и не обнаружил гравитационных волн

    Это же изображение показывает, как только фотоны галлактического микроволнового фона (реликтового излучения) рассеиваются гравитационным линзированием громоздких галлактических структур по дороге сквозь Вселенную

    Этот спецэффект именуется «гравитационное линзирование», так как появляется, когда громоздкие объекты искривляют окружающее место и изгибают траекторию перемещения света эдак, как будто он проходит сквозь увеличительное стекло. Этот сигнал, обнаруженный вместе «Планком», BICEP2 и массивом Кека, пока что останется наисильнейшим. Однако что касается признаков инфляционного периода, вопросец останется открытым.

    «Хотя мы и не отыскали убедительных доказательств сигнала первичных гравитационных волн посреди топовых из доступных на сегодняшний день наблюдений поляризации реликтового излучения, это же вконец и не отменяет инфляцию», — разговаривает Renalt Мандолези, первостепенный исследователь инструмента LFI на «Планке» из Вуза Феррары в Италии.

    Совместное изучение установило верхний рубеж на количество гравитационных волны от инфляции, кои, может быть, были сформированы в этот период, однако недостаточно, дабы подтвердить его в согласовании с заправдашним анализом.

    «Этот анализ демонстрирует, что количество гравитационных волн, может быть, и не будет превосходить половину наблюдаемого сигнала, — разговаривает Клем Прайк, первостепенный исследователь BICEP2 из Вуза Миннесоты. — Новейший верхний рубеж сигнала ладно согласуется с верхней границей, приобретенной раньше с «Планком» на базе температурных сомнений реликтового излучения. Сигнал гравитационных волн все гораздо возможно там, и поиск, непременно, продолжится».