Поляризация реликтового излучения может указывать на то, что Вселенная устроена сложнее, чем предполагает стандартная космологическая модель. К такому выводу пришли исследователи, проверив данные восьми карт, составленных космической обсерваторией Planck. Небольшой поворот поляризации, обнаруженный ранее, по их оценке, вероятно, имеет космическое происхождение.
Реликтовое микроволновое излучение возникло около 13 млрд лет назад, когда Вселенная остыла и стала прозрачной примерно через 380 тыс. лет после Большого взрыва. Перед началом длительного путешествия фотоны в последний раз рассеялись на атомах водорода. Это рассеяние сформировало их поляризацию, которая изначально не имела единой ориентации в масштабах Вселенной.
У поляризации реликтового излучения выделяют два основных типа. E-мода связана с температурными неоднородностями и выглядит как ориентация, расходящаяся от определённой области. Её впервые зарегистрировал в 2002 году интерферометр DASI, а соответствие распределения E-мод температурным колебаниям, измеренным аппаратом Planck, стало дополнительным подтверждением теории Большого взрыва.
B-мода была впервые обнаружена в 2014 году, однако результаты эксперимента BICEP2 вызвали споры. Такой сигнал может появляться из-за гравитационного линзирования: проходя рядом с галактикой, E-поляризованный свет слегка меняет направление поляризации и частично превращается в B-моду. Другим возможным источником считаются первичные гравитационные волны, возникшие во время стремительного расширения Вселенной на раннем этапе, известного как космическая инфляция.
Согласно стандартной модели, на больших масштабах поляризация должна усредняться и не иметь общего смещения. Возможный глобальный поворот света называют космическим двулучепреломлением. Модель предсказывает его нулевое значение, но исследование 2020 года выявило небольшой ненулевой эффект, который мог бы свидетельствовать о неполноте или ошибочности нынешних представлений.
Чтобы отделить реальный космический эффект от ошибок наблюдений, авторы новой работы сравнили отдельные наборы данных, а не только итоговую карту. Настоящее двулучепреломление должно одинаково проявляться во всех наборах, тогда как инструментальные или методические искажения менялись бы от одного набора к другому. Анализ восьми карт Planck подтвердил прежний слабый сигнал, однако его пока недостаточно для окончательного вывода; среди возможных объяснений остаются неоднородность Вселенной и существование частицы тёмной материи, способной изменять поляризацию.