«У нас нет фактов, доказывающих или опровергающих гравитационные волны»

Planck микроволновой фон гравитационные волны

Предварительные данные, полученные зондом Planck о том, как галактическая пыль рассеивает микроволновое излучение, представленные на совещании в апреле 2013 года, в настоящее время используются для оценки силы сигналов молодой Вселенной.

Два новых анализа утверждают, что астрономы, которые весной этого года объявили о том, что у них есть доказательства первичных гравитационных волн, поторопились. Они не учли влияние галактической пыли. Хотя дальнейшие наблюдения еще могут найти сигнал, независимые эксперты скептически относятся к тому, что первоначальные данные представляют собой достаточно убедительные доказательства.

В марте исследователи заявили, что нашли слабую завитую структуру в поляризации реликтового излучения (КМФ), остаточного свечения Большого взрыва, с помощью радиотелескопа BICEP2 на Южном полюсе. Эта структура, по их словам, является доказательством первичных гравитационных волн, ряби в ткани пространства-времени, существовавшей в ранней Вселенной. Объявление вызвало сенсацию, так как этот факт подтверждает теорию космической инфляции, которая полагает, что космос стремительно увеличился в размере в течение первой доли секунды после Большого взрыва. Однако два независимых анализа показали, что эти извилистые узоры в поляризации КМФ можно легко приписать пыли Млечного Пути.

Урош Сельяк (Uroš Seljak)Урош Сельяк (Uroš Seljak) астрофизик, Университет Калифорнии, Беркли, соавтор одного из последних исследований.

Основываясь на том, что мы знаем сейчас… у нас нет никаких доказательств за или против гравитационных волн.

Но Джеймс Бок (James Bock), физик из Калифорнийского технологического института в Пасадене и один из руководителей эксперимента BICEP2, говорит, что несмотря на то, что основной документ его группы «был пересмотрен на основе комментариев и замечаний» для публикации, свидетельство гравитационных волн «определенно нельзя отрицать». Результаты BICEP2, «в принципе, неизменны», говорит Бок. Критика идет по пятам презентации Рафаэля Флаугера (Raphael Flauger), физика-теоретика Нью-Йоркского университета, двухнедельной давности. Он пересмотрел карту пыли поляризации, которую использовала команда BICEP2 в своем анализе и пришел к выводу, что исследователи, вероятно, недооценили поляризацию из-за пыли на карте, которая была составлена на основе данных, собранных в 2009-2013 годах космическим аппаратом Planck.

Рафаэль Флаугер полагает, что когда пыль будет полностью принята во внимание, сигнал, который был отнесен к гравитационным волнам, исчезнет или значительно уменьшится.

Алан Гут (Alan Guth) космологАлан Гут (Alan Guth) космолог, предложивший концепцию космической инфляции в 1980 году.

Я подумал, что результаты надежны. Теперь ситуация поменялась.

На этой карте показана лишь одна из шести моделей, которые команда BICEP2 использовала для изучения влияния пыли на их результаты. В исследовании, размещенном 28 мая на сервере arXiv, Флаугер и его соавторы Дэвид Спергел (David Spergel) и Колин Хилл (Colin Hill) из Принстонского университета в Нью-Джерси, ставят под сомнение остальные модели, так как они основаны на низкой оценке фракции полной поляризации, вызванной галактической пылью, от 3,5% до 5%.

Новая информация, основанная на более детализированных картах Planck’а, выпущенных после того, как команда BICEP2 провела анализ, позволяет утверждать, что фракция ближе к 8-12%, говорит Спергел. Более высокий процент – это экстраполяция, признает он, так как последние карты Planck исключают южную полярную область неба, которую изучал BICEP2. Разница между 3,5% и 8% может показаться небольшой, отмечает Спергел, но она существенна, так как сигнал, обнаруженный BICEP2, зависит от квадрата фракции поляризации.

В связи с обновленными цифрами «нет никаких намеков на обнаружение гравитационных волн», заявляет Спергел. «Это связано с пылью». Но окончательное решение не может быть принято до появления более точной карты пыли, которая, как ожидается, будет выпущена группой Planck в октябре, добавляет он.

Пол Стейнхардт (Paul Steinhardt)Пол Стейнхардт (Paul Steinhardt) космолог, Принстонский университет

На пыль может приходиться большая часть сигнала, увиденного BICEP2.

Бок сказал Nature, что у него не было времени читать работу Флаугера, Спергела и Хилла, которую авторы передали ему и другим членам команды BICEP2 за несколько часов до того, как она появилась онлайн. Во втором анализе Сельяк и его коллега из Беркли Майкл Мортонсон (Michael Mortonson) более консервативно подошли к результатам BICEP2. Так как поляризация в южном полюсе из-за пыли остается неизмеренной, Сельяк и Мортонсон ограничили свой анализ известным количеством интенсивности микроволн, излучаемых пылью в разных пространственных масштабах в небе. Предположив, что интенсивность пыли так же варьируется во всех частях неба, в том числе и на Южном полюсе, исследователи не обнаружили явных свидетельств того, сигнал BICEP2 следует отнести к гравитационным волнам.

Сельяк и Мортонсон также повторно исследовали данные того, как сила сигнала, обнаруженного BICEP2 изменялась с частотой микроволн. Команда BICEP2 утверждала, что интенсивность сигнала записана с 150 ГГц, по сравнению с данными, записанными старым телескопом, BICEP1 со 100 ГГц не соответствует модели интенсивности, ожидаемой от пыли. Это открытие говорит в пользу гравитационных волн. Но Сельяк и Мортонсон говорят, что в анализе частоты команда BICEP2 не исключила данные небольших пространственных масштабов.

Урош Сельяк (Uroš Seljak)Урош Сельяк (Uroš Seljak) астрофизик, Университет Калифорнии, Беркли, соавтор одного из последних исследований.  

Это [не исключение данных небольших пространственных масштабов] проблема, так как на малых масштабах гравитационное линзирование (искривление света массивными объектами) точно повторяет поляризационную завитую структуру, которую оставляют гравитационные волны на больших пространственных масштабах. С учетом сигнала линзирования едва ли можно сказать, что это был гравитационно-волновой сигнал, а не пыль.

Команда BICEP2 не стала комментировать работу Сельяка и Мортонсона. Сельяк думает, что новые данные, которые в ближайшее время должен прислать Keck Array, телескоп на Южном полюсе, построенный командой BICEP2, могут внести ясность в природу сигнала. Бок говорит, что он и его коллеги BICEP2 с нетерпением ждут карту Planck этой осенью, у них уже есть данные 95 и 150 ГГц от Keck Array.

Другие статьи:
Интернет журнал НЛО МИР

Всего комментариев: 0

Оставить комментарий

*

code

Редакция рекомендует

close
x