Международная группа ученых из США, Канады, Великобритании и Японии, занимающаяся поиском реликтовых гравитационных волн, обнародовала результаты анализа данных, полученных в поляризационных экспериментах BICEP2, Keck Array и BICEP3 CMB по 2018 год включительно. Использованы также результаты экспериментов Planck и WMAP. Комбинированные данные позволили снизить уровень шума ниже уровня сигнала некоторых инфляционных моделей, однако и на этом уровне не удалось обнаружить искомую поляризацию B-моды, говорящую о существовании первичных гравитационных волн, которую нельзя было бы объяснить пылью или другими посторонними эффектами. Статья об этом опубликована в журнале Physical Review Letters
В настоящее время никаких доказательств существования реликтовых гравитационных волн в этих экспериментах не обнаружено. Это означает, что можно исключить широкий спектр так называемых “простых” моделей ранней космической инфляции, однако наличие первичных гравитационных волн все еще возможно, и теории инфляции пока ничего не угрожает.
Стандартная космологическая модель, так называемая модель ΛCDM, описывает резкое расширение и “раздувание” Вселенной в момент Большого взрыва, когда пространственные расстояния порядка нанометра увеличились до более чем 10 световых лет за крошечные доли секунды (10-35 с). Последствие этого расширения со сверхсветовой скоростью мы наблюдаем в современной Вселенной. Первоначальная инфляция служит объяснением трех важнейших наблюдательных фактов: того, что пространство остается “плоским” в больших масштабах, что его фоновая температура чрезвычайно однородна и не наблюдается никакой экзотичной физики вроде магнитных монополей.
Одним из предсказанных следствий этой модели должны были стать реликтовые гравитационные волны — рябь пространства-времени, возникшая в первые доли секунды после Большого времени. О наблюдении их в данных BICEP2 было объявлено в марте 2014 года, а затем в сентябре последовало опровержение.
Свидетельством существования первичных гравитационных волн должна служить поляризация B-моды реликтового излучения (световая поляризация обладает также E-модой), но она может быть вызвана и другими эффектами, такими как гравитационное линзирование и межзвездная пыль.
Появление более точных и бесспорных данных и исключение ряда инфляционных моделей означает, что вскоре наступит момент, когда ранняя космическая инфляция будет либо подтверждена, либо отвергнута. В ближайшее десятилетие новые наблюдения либо обнаружат наконец первичные гравитационные волны, либо космологам придется серьезно переосмыслить свои теории, говорящие о самых ранних моментах существования Вселенной.