Впервые зафиксированы первородные гравитационные волны
Впервые зафиксированы первородные гравитационные волны
Вчера астрономы объявили о том, что они смогли получить прямое доказательство того, что раннюю Вселенную в какой-то момент ее существования пронизали слегка колеблющиеся гравитационные волны. Произошло это событие в период роста Вселенной, названного инфляцией. Обнаружение гравитационных волн является самым сильным подтверждением теории инфляции Вселенной, согласно которой она успела расшириться в сто триллионов триллионов раз за время, менее чем вы успеете моргнуть. «Значение этого открытия для нас просто поражает. В настоящий момент мы получаем сигнал, который пришел к нам из эпохи «рассвета» пространства-времени». Как сейчас принято считать, наша Вселенная начала свою жизнь с события, известного как Большой Взрыв, который произошел приблизительно 13.8 миллиардов лет назад. Буквально за доли секунды само пространство разлетелось во все стороны и стало экспоненциально расширяться. Это событие получило название инфляции. Контрольные признаки этой стадии жизни Вселенной отмечены в космическом микроволновом фоне, а крошечные колебания в этом послесвечении могут дать представление об условиях окружающей среды в ранней Вселенной. Малые колебаний этого излучения в самом начале проходили на квантовом уровне, но в последствии были усилены как раз благодаря инфляции. Этот процесс создал определенные волны плотности, которые немного изменяют температуру некоторых областей космического микроволнового фона. Как раз в этих, более плотных областях и стали формироваться первые во вселенной галактики и группы галактик. Но, согласно теориям, инфляция должна была породить и гравитационные волны, своеобразную рябь в структуре пространства-времени, стремительно распространяющуюся по вселенной. И вот теперь, с помощью наблюдений телескопа BICEP2 на Южном полюсе удалось продемонстрировать что гравитационные волны действительно в изобилии образовывались во время инфляции молодой Вселенной. Ключевым фактором в поиске гравитационных волн является свойство поляризации света. На Земле свет становится поляризованным, рассеиваясь от различных поверхностей, таких как блестящие металлические поверхности или водоемы, что порождает яркое свечение. Специальные темные очки как раз и предназначены для того, чтобы сгладить влияние поляризации на глаза. Так же существуют и поляризационные фильтры для фотоаппаратов. Вот что говорит про поляризацию света простым языком энциклопедия Брокгауза и Ефрона: Поляризацией света названо было явление особого видоизменения естественных световых лучей, исходящих от обыкновенного источника света, при котором лучи приобретают как бы различные свойства по различным направлениям, перпендикулярным к направлению луча; такое свойство лучей может быть вызвано в самом источнике света, если поставить последний в некоторые определенные условия, но оно может быть искусственно придано и лучам, вышедшим из источника света в естественном их состоянии. Гравитационные волны, возникшие в результате инфляции вселенной, создают слабые, но достаточно отличимые закручивающиеся «рисунки» в поляризованном свете космического микроволнового фона. они известны как b-моды поляризованного света. На изображении показан зарегистрированный сигнал b-моды, обнаруженный телескопом BICEP2. Линиями выделены сегменты неба с различным направлением поляризации, синим и красным цветами обозначено закручивание по часовой или против часовой стрелки компонентов b-моды. Источник: The BICEP2 Collaboration В космосе же излучение космического микроволнового фона, под влиянием сжатия гравитационных волн, было рассеяно электронами и так же стало поляризованным. Поскольку волна может быть разложена на две поляризованные составляющие, а сами гравитационные волны совершенно безразличны к внешним факторам, они могут обладать как левой так и правой круговой поляризацией. В астрофизике эти составляющие имеют название e-моды и b-моды поляризованного света. E-составляющую обнаружить довольно легко, она хорошо изучена и возникает в результате прохождения излучения через неоднородную плазму. B-составляющая характеризуется плотностью первородных гравитационных волн и из-за непонятного «шума» в записываемом сигнале ее зафиксировать до сих пор не удавалось. Для того, чтобы обнаружить B-моду поляризованного излучения, астрофизики изучили участок неба приблизительно от одного до пяти градусов, что соответствует от двух до десяти видимых с Земли размеров Луны. Телескоп смотрел в область, не закрытую нашим Млечным путем, это позволило собрать большее количество фотонов из достаточно широкой области реликтового излучения. Чтобы выполнить этот эксперимент, ученые поехали на Южный Полюс, так как в этом месте атмосфера достаточно спокойная, сухая и холодная, что максимально снижает различные искажения от нее. Вообще, Южный Полюс является самым близким местом на Земле к космическому пространству, из которого можно практически без помех наблюдать за его объектами. Для проведения этих измерений команда использовала и соответствующую технологию, граничащую с научно-техническими изобретениями. Была сконструирована камера, установленная сразу на печатную плату. Сама плата, помимо камеры, включает в себя антенну, принимающую и фильтрующую поляризованный свет, микромеханический измерительный датчик, который исследует излучение и переводит его в температуру, а так же сверхпроводимый термометр, способный измерить конвертированную температуру. В результате работы, команда BICEP2 была удивлена не столько обнаружению самой B-моды, сколько тому, что ее сигнал значительно сильнее, чем предсказывали некоторые космологи. Ученые проанализировали несколько раз данные за последние три года, чтобы исключить любые ошибки. Они так же рассмотрели случай, при котором пыль в нашей галактике могла произвести наблюдаемый эффект. В результате оказалось, что влияние пыли маловероятно. Астрофизики иронизируют, что первоначально они занимались поиском иголки в стоге сена, а в итоге нашли лом. По информации Калифорнийского технологического института.
|
| Категория: Статьи сайта theuniversetimes.ru | Добавил: Никс (03.02.2015)
| Автор: shortstoryf W
|
| Просмотров: 451
| Рейтинг: 0.0/0 |
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ] |
Озарение.