Поляризация реликтового излучения

В чем значение эксперимента BICEP2? Какие существуют модели в рамках инфляционной теории? И как исследования поляризации реликтового излучения повлияют на развитие физики? Об этом рассказывает доктор физико-математических наук Дмитрий Горбунов.

В марте 2014 года эксперимент BICEP2 обнаружил поляризацию реликтового излучения. Эксперимент проводился на Южном полюсе, во льдах на самой южной макушке нашей Земли, на большой американской полярной станции. Там проводилось множество экспериментов, в частности по измерению свойств реликтового излучения их было несколько. Был известный эксперимент под названием «Бумеранг», на котором одними из первых увидели довольно подробно структуру анизотропии реликтового излучения.

Инфляционная стадия развития Вселенной гипотетическая, была она или нет — неизвестно, но тем не менее эта модель решает многие важные проблемы теории Большого взрыва. Одно из предсказаний инфляционной идеи, которое позволяет ее проверить, — это предсказание о существовании реликтовых гравитационных волн. Амплитуда этих гравитационных волн и мощность сигнала зависят от модели, той или иной конкретной реализации инфляционной теории. В одних моделях это большой сигнал, и его мы должны были увидеть «еще вчера». Такие модели, к сожалению, закрыты. В других моделях сигнал поменьше. Есть модели, в которых сигнал гравитационных волн должен быть очень небольшим, и сегодня не существует идеи, как такой гравитационный сигнал измерить. В данном случае мы измерили гравитационный сигнал в области, где несколько моделей вполне могут быть ответственными за такой сигнал. Эти модели довольно просты, одни из первых, которые были предложены как реализация идеи инфляционной стадии в ранней Вселенной.

Факт обнаружения гравитационных свойств с такими свойствами, как предсказывает инфляционная теория, на самом деле означает, что гравитацию можно квантовать, используя такой же аппарат квантования, как для всех остальных частиц, полей, процессов, которые мы знаем. Гравитация тоже квантовая наука. Но описывать взаимодействие в рамках квантового подхода нужно не так, как мы это делаем для всех остальных полей, и это очень важно. Это значимое утверждение для физики, для построения квантовой теории гравитации в дальнейшем.