По всему известному пространству, между звёздами и галактиками, разливается чрезвычайно слабое свечение, реликт, оставшийся от зари Вселенной. Это космический микроволновый фон (КМВ) — первый свет, который смог пройти через Вселенную, когда она достаточно остыла примерно через 380 000 лет после Большого Взрыва.
Недавно физики обнаружили кое-что необычное в КMB. Новый метод измерения выявил намеки на искажение света, что может быть признаком нарушения СР-симметрии, намекающим на физику вне Стандартной модели, согласно которой, если мы отзеркалим нашу Вселенную, законы физики должны оставаться неизменными. Это и есть СР-симметрия, или комбинированная чётность.
Насколько нам удалось установить, существует только одно фундаментальное взаимодействие, нарушающее СР-симметрию; это слабое взаимодействие между субатомными частицами, которое ответственно за радиоактивный распад. Появление нового факта нарушения СР-симметрии потенциально может привести нас к новой физике, выходящей за рамки Стандартной модели.
И вот два физика из Японии полагают, что нашли намёки на это в поляризации КМВ.
Поляризация происходит, когда свет рассеивается, заставляя его волны распространяться с определённой ориентацией.
Отражающие поверхности, такие как стекло и вода, поляризуют свет. Вы, вероятно, знакомы с поляризованными солнцезащитными очками, предназначенными для блокирования определенных ориентаций, чтобы уменьшить количество света, достигающего глаз. А, скажем, радуга является отличным примером поляризации света в атмосфере.
Ранняя Вселенная, примерно первые 380 000 лет, была настолько горячей и плотной, что атомы не могли существовать. Протоны и электроны летали вокруг, как ионизированная плазма, и Вселенная была непрозрачной, как густой туман.
Только после того, как #Вселенная остыла достаточно, чтобы протоны и электроны объединились в нейтральный газ, атомы водорода, пространство стало чистым, позволяя фотонам свободно перемещаться.
Когда ионизированная плазма переходила в нейтральный газ, фотоны рассеивались от электронов, вызывая поляризацию КМВ, которая может многое рассказать нам о Вселенной. Особенно если она повернута под определённым углом, определение которого сегодня является проблемой.
Этот угол, описанный как β, помимо прочего, может указывать на взаимодействие КМВ с тёмными материей и энергией. Если тёмная материя или тёмная энергия взаимодействуют со светом космического микроволнового фона таким образом, что нарушается СР-симметрия, мы можем найти их сигнатуру в данных поляризации.
Один из авторов работы сказал:
«Мы разработали новый метод определения искусственного вращения, используя поляризованный свет, испускаемый пылью в нашем Млечном Пути. С помощью этого метода мы достигли точности, которая в два раза превышает точность предыдущей работы, и, наконец, можем измерить β»
Используя свою методику, команда определила, что β ненулевой, с 99,2-процентной уверенностью. Это кажется довольно много, но все же недостаточно, чтобы претендовать на открытие новой физики. Для этого требуется уровень статистической значимости 99,99995%.
Тем не менее, находка, безусловно, демонстрирует, что работу необходимо продолжать, ведь её результаты вполне могут расширить наши горизонты познания Вселенной.
Как думаете, будет ли открыта Теория всего в ближайшие, скажем, 15-20 лет?
Подписывайтесь на S&F, канал в Telegram и чат для дискуссий на научные темы.
