Mi magunk is a régmúlt kozmikus fénybe burkolózva lélegzünk fel egy különös univerzumi utazás közepén. Az Univerzum végül lehűlt ahhoz, hogy átlátható legyen, és azóta több mint 13 milliárd évet töltött el utazással felénk. Ezt a sugárzást kozmikus mikrohullámú háttérnek hívják, és rengeteget elárulhat rólunk.
A kozmikus háttérben rejlő egyik legfinomabb üzenet a polarizáció. Amikor az Univerzum optikailag átlátszóvá vált körülbelül 380 ezer évvel a Nagy Bumm után, a régi fotonok egy utolsó szóródáson estek át egy hidrogénatomon, mielőtt tovább utaztak. Ez a szóródás polarizálta a fotont. Kezdetben a CMB fotonjai véletlenszerűen polarizálódtak és nem rendelkeztek nagy léptékű irányultsággal. Azonban az idő múlásával sok mindenen át kellett mennie.
Két alapvető módon változhat a kozmikus fotonok polarizációja megfigyelhető skálákon. Az egyik az E-mód polarizáció, amely úgy tűnhet, hogy kiindul egy adott régióból. A másik pedig a B-mód, amely a környező régiókhoz képest mutat elmozdulást. A csillagászok ezeket a polarizációs módokat keresik, mivel mindegyiknek egyedi kozmikus okai vannak.
Az E-mód és B-mód polarizáció jelentősége a megfigyelésekben
Az E-mód polarizációt a CMB hőmérsékleti variációi hozták létre. Először 2002-ben figyelték meg egy speciális interferométerrel. Az E-módok eloszlása összhangban van a Planck által mért hőmérsékleti ingadozásokkal, ami tovább erősíti a Nagy Bumm elméletét.
A B-módot 2014-ben látták először, ám ezt többször is vitatták. Emlékezetes lehet a BICEP2 eredmények körüli zavar. Ennek oka, hogy a B-módoknak több oka is létezhet. A leggyakoribb a gravitációs lencselés hatása: ha az E-módos fény egy galaxis közelében halad el, a gravitációs hatás kissé elforgatja a polarizációt, így E-ból B-módba alakul. Egy másik lehetőség az korai kozmikus infláció, amikor az első gyors terjeszkedés primordiális gravitációs hullámokat hozott létre. Ez az a B-mód, amit a BICEP2 kezdetben észlelt.
A kozmikus cosmológia standard modellje szerint ezek a polarizációk nagy léptékeken átlagosak kellene legyenek, vagyis nem lenne semmilyen általános torzítás. Hasonlóan a galaxiskupacokhoz, bár hatalmas felhőket látunk, mégis közel azonos számú galaxisot figyelhetünk meg bármilyen irányból. A Világegyetem tehát homogén.
Cosmikus birefringencia és a megfigyelési torzítás közti különbség
Ilyen polarizációs torzítást kozmikus birefringenciának nevezünk, amely a kozmikus fény globális eltolódását jelenti. A standard modell szerint ennek nullának kellene lennie, de 2020-ban egy tanulmány nem nulla értéket talált. Ha ezt megerősítik, az arra utalna, hogy a standard modell vagy hibás, vagy hiányos.
A probléma az, hogy nehéz megkülönböztetni a valódi birefringenciát az észlelési torzítástól. Ennek leküzdésére egy új vizsgálat egy módszert mutat be az észlelési torzítás tesztelésére. A teljes adathalmaz helyett a csapat megfigyelési készleteket vizsgált, majd statisztikailag összehasonlította őket. Az a feltevés, hogy a valódi kozmikus birefringencia minden készleten ugyanazt a szívató eltolódást mutatná, míg egy torzítás minden készleten változna.
Ezt a módszert nyolc Planck-Polarizációs térkép felhasználásával alkalmazva megállapították, hogy a 2020-ban észlelt kis polarizációs eltolódás kozmikus eredetűnek tűnik. Ez az eredmény alátámasztja a kozmikus birefringencia létezésének lehetőségét.
© : Anto Lonappan and Brian Keating, made with AI assistance.
Forrás: Universetoday.com
