Загадочный поворот древнейшего света Вселенной может быть больше, чем считалось

Исследователи разработали новый метод для снижения неопределённости в измерении загадочного космического явления — «космического двулучепреломления». Этот эффект, наблюдаемый в поляризации реликтового излучения (послесвечения Большого взрыва), может указывать на существование новых частиц и физики, стоящей за тёмной материей и тёмной энергией.

Работа, опубликованная в журнале Physical Review Letters, впервые количественно оценила неопределённость в измерении угла двулучепреломления. Ранее считалось, что этот угол составляет около 0,3 градуса, но новый анализ показывает, что реальное значение может быть больше.

Проблема в том, что текущие наблюдения, как стрелки часов, показывают лишь конечное состояние, не раскрывая, сколько полных оборотов было совершено. Это создаёт «фазовую неоднозначность» в 180 градусов, из-за которой углы в 0,3°, 180,3° и 360,3° выглядят одинаково.

«Подобно часам, реликтовое излучение, которое мы можем наблюдать, находится только в своём текущем состоянии. Следовательно, углы поворота, такие как 0,3 градуса, 180,3 градуса и 360,3 градуса, должны быть неразличимы. Это означает, что угол двулучепреломления имеет фазовую неоднозначность в 180 градусов», — пояснил ведущий автор исследования, аспирант Университета Токио Фумихиро Наокава.

Учёные предложили технику, которая анализирует тонкие особенности в сигнале EB-корреляции реликтового излучения, чтобы разрешить эту неоднозначность и определить истинный угол поворота. Этот метод может быть использован в будущих высокоточных экспериментах, таких как Simons Observatory и LiteBIRD, для проверки новых физических теорий.

Кроме того, исследование показало, что учёт этой неопределённости влияет на измерение другого важного параметра — «оптической глубины» Вселенной, что может потребовать пересмотра предыдущих данных о космической реионизации.

В отдельной работе Наокава также предложил способ подтвердить эффект космического двулучепреломления, наблюдая за радиогалактиками, что может дать новые ключи к пониманию природы тёмной энергии.

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как уточнение методики измерений может кардинально изменить наше понимание фундаментальных свойств Вселенной. Возможно, мы стоим на пороге открытия, которое перевернёт космологию.