BICEP2: Косвенное подтверждение космологической инфляции.

Эксперимент BICEP2, расположенный на Южном полюсе, сообщил об обнаружении В-мод поляризаций реликтового излучения. Существование таких особенностей в спектре CMB указывает на существование первичных гравитационных волн и косвенно подтверждает одну из ключевых концепций современной космологии – инфляцию.

Инфляция – период сверхбыстрого расширения Вселенной, который имел место сразу после большого взрыва.  С помощью инфляции удается объяснить широкий круг космологических проблем, таких как плоскостность, проблему начальных неоднородностей, энтропии и др.

Реликтовое излучение (CMB – cosmic microwave background) – фоновое гамма-излучение Вселенной, предсказанное теорией Большого взрыва и обнаруженное экспериментально в 1964 году. Характеризуется планковским спектром с температурой ~2.73 K. В 2002 году эксперимент DASI зарегистрировал поляризацию реликтового излучения.

Крупномасштабные B-моды поляризации (по аналогии с э\м полем – роторная составляющая поляризации) возникают при взаимодействии гравитационных волн с реликтовыми фотонами.

Открытию предстоит выдержать проверки на других детекторах и экспериментах. Стоит отметить, что к настоящему моменту прямого детектирования гравитационных волн сделано не было.

На рисунке представлена зарегистрированная экспериментом BICEP2 карта B-мод поляризации реликтового излучения (вверху) и результат моделирования без учета первичных гравитационных волн (внизу). Цветом показана интенсивность B-моды поляризации, выраженная в температурных единицах. Различие этих картинок свидетельствует о том, что в ранней Вселенной действительно были первичные гравитационные волны, предсказываемые теорией инфляции. Изображение из обсуждаемой статьи.

Препринт статьи доступен здесь: http://arxiv.org/abs/1403.3985