Турбулентность может полностью скрыть следы первичных гравитационных волн

Компьютерное моделирование галактической пыли с учетом турбулентности смогло воспроизвести поляризационные данные, полученные космическим аппаратом Planck. Это означает, что следы первичных гравитационных волн от рождения Вселенной, которые должны оставлять специфический след в поляризации реликтового излучения, могут быть полностью скрыты излучением пыли в Млечном Пути. Статья с результатами опубликована в журнале Physical Review Letters.

Сейчас самая популярная гипотеза о рождении Вселенной — это космологическая инфляция. Многие варианты этой идеи предполагают, что на самых ранних этапах существования Вселенной появились гравитационные волны с определенными свойствами. С тех времен Вселенная успела расшириться во много раз, соответственно увеличив длину волны этих возмущений до колоссальных размеров, даже теоретически не позволяющих зарегистрировать их напрямую. Тем не менее, эти волны должны были оставить в поляризации реликтового излучения косвенный след — несмотря на то, что это излучение появилось существенно позже гравволн, когда Вселенной было уже 380 000 лет.

За последние годы эти следы пытались найти при помощи нескольких экспериментов. На это выделяются существенные средства, так как обнаружение реликтовых гравитационных волн считается критическим тестом, подтверждающим теорию инфляции. Наиболее известны результаты работы телескопа BICEP2, создатели которого даже сообщили об успешной регистрации. Однако в дальнейшем оказалось, что область, которую они наблюдали, содержит существенное количество галактической пыли, а она тоже может порождать похожий сигнал.

В новой работе Алексей Крицук и Рафаэль Флаугер из Калифорнийского университета в Сан-Диего, а также Сергей Устюгов из Института прикладной математики имени М.В. Келдыша провели новое магнитогидродинамическое моделирование поведения пыли с учетом турбулентности и магнитного поля Галактики. Они показали, что даже одна пыль способна воспроизводить важнейшую в данном контексте характеристику наблюдаемого сигнала реликтового излучения — соотношения E- и B-мод поляризации. Также в симуляции ученых можно было наблюдать схожую с регистрируемой зависимость спектра B-моды от масштаба.

Это исследование поможет создать более точные модели излучения разных компонент нашей Галактики и уточнить роль межзвездной пыли, что позволит разработать более чувствительные приборы и способы обработки данных, а также выбрать наиболее подходящие участки на небе для того, чтобы обнаружить B-моды космологического происхождения. Сейчас сразу несколько коллективов создают для этого инструменты следующего поколения.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.