Эксперт, 2014 № 13 - [31]

Сигналы начала времени Тигран Оганесян

Результаты эксперимента BICEP2 могут не только подтвердить существование гравитационных волн, но и доказать справедливость инфляционной теории

section class="box-today"

Сюжеты

Космос:

Зеленые человечки с метеоритов

Как битва советских конструкторов привела к созданию лучшего ракетного двигателя

/section section class="tags"

Теги

Космос

/section

Участники многолетнего астрофизического эксперимента BICEP2 на Южном полюсе Земли официально объявили, что им наконец удалось обнаружить неоспоримые доказательства существования реликтовых гравитационных волн.

На пресс-конференции, состоявшейся в понедельник 17 марта в американском Гарвард-Смитсоновском центре астрофизики, руководитель проекта профессор Джон Ковач рассказал, что при помощи микроволновых детекторов телескопа BICEP2 исследователи зафиксировали специфические сигналы, так называемые В-моды поляризации космического микроволнового фонового излучения. Это излучение, возникшее примерно через 380 тысяч лет после Большого взрыва, было открыто Робертом Уилсоном и Арно Пензиасом ровно полвека назад, в 1964 году. Именно наличие особых В-мод в структуре поляризации реликтового излучения, согласно современной космологической теории, является прямой «уликой», свидетельствующей о воздействии на это излучение первичных гравитационных волн, образовавшихся во Вселенной практически сразу после ее рождения.

Доказательство инфляции

Приглашенные на мероприятие маститые ученые-теоретики отмечали, что помимо долгожданного подтверждения существования реликтовых гравитационных волн, за которыми ученые охотились на протяжении нескольких десятилетий, новые экспериментальные данные стали важнейшим доводом в пользу справедливости основных постулатов влиятельной концепции раннего инфляционного расширения Вселенной.

Эта концепция, сформировавшаяся на рубеже 1970–1980-х (на Западе ее главным идеологом считается американец Алан Гут , однако ключевой вклад в ее создание внесли советские и экс-советские астрофизики Алексей Старобинский , Андрей Линде , Вячеслав Муханов , Валерий Рубаков и ряд других теоретиков), является амбициозной надстройкой над классической теорией Большого взрыва. Как полагают сторонники инфляционной космологической модели, Большой взрыв, который многие из нас привыкли считать точкой начала жизни нашей Вселенной, — это на самом деле момент фазового перехода вакуума из некоего первичного высокоэнергетического состояния в современное состояние с нулевой или очень близкой к нулю плотностью энергии. Причем вся эта колоссальная первичная энергия была почти полностью израсходована на построение различных форм и частиц материи, присутствующих в нынешней Вселенной.

figure class="banner-right"

figcaption class="cutline" Реклама /figcaption /figure

И, что самое существенное, был и очень короткий период до Большого взрыва, так называемая стадия инфляции, в ходе которой Вселенная под воздействием сверхвысокой энергии вакуума с огромной скоростью расширялась.

Инфляционная модель смогла успешно разрешить многие теоретические несостыковки классического сценария рождения и эволюции нашей Вселенной. Однако вплоть до самого последнего времени каких бы то ни было внятных экспериментальных данных, подкрепляющих теоретические расчеты, ученым получить не удавалось.

Основную надежду сторонники этой концепции связывали с открытием особого гравитационного фона, следов влияния на более позднее микроволновое фоновое излучение первичных гравитационных волн, образовавшихся в момент инфляционного расширения Вселенной.

Впервые гипотезу о существовании гравитационных волн высказал еще в 1916 году Альберт Эйнштейн . Согласно его общей теории относительности, деформирующие пространство-время гравитационные волны порождаются ускоренным движением массивных тел. И поскольку на стадии инфляции наша Вселенная испытала просто-таки чудовищную трансформацию (по расчетам теоретиков, за какие-то 10-35 секунд ее размеры увеличились более чем в 1030 раз!), этот процесс, если следовать постулатам инфляционистов, неизбежно должен был привести к возникновению мощнейших гравитационных волн, которые, в свою очередь, смогли оставить в микроволновом реликтовом излучении свои неповторимые отметины — те самые вихревые В-моды поляризации, наконец вроде бы найденные участниками последнего эксперимента BICEP2.

Пиррова победа

Поскольку для регистрации слабых сигналов, идущих из далекого космоса, необходимо предельно минимизировать различные фоновые эффекты, в качестве точек наземного наблюдения за реликтовым излучением были выбраны безлюдные, сухие и безоблачные районы (Антарктида и высокогорье Южной Америки).

Телескоп BICEP2 расположен на американской полярной станции Амундсен-Скотт рядом с Южным полюсом, на высоте около 3000 метров над уровнем моря, то есть практически в идеальном месте. Впрочем, помимо нескольких специализированных наземных телескопов аналогичные задачи решают и космические аппараты, самый известный из которых — европейская космическая обсерватория PLANCK, запущенная в мае 2009 года.