Физики нашли способ проверить одну из главных помех в поисках едва заметного поворота древнейшего света во Вселенной. Новый метод позволяет выяснить, не возникает ли часть предполагаемого космического сигнала из-за крошечной ошибки в ориентации детекторов телескопа. Проверка данных спутника Planck показала, что используемая сейчас калибровка выдерживает такой независимый тест, но окончательного подтверждения необычного свойства пространства пока нет.
Учёные пытаются измерить так называемое космическое двулучепреломление, при котором плоскость линейной поляризации света постепенно поворачивается во время движения через космос. В данном случае исследователей интересует реликтовое излучение, возникшее примерно через 380 000 лет после Большого взрыва, когда Вселенная остыла достаточно, чтобы свет смог свободно распространяться.
Некоторые измерения показывают, что за почти 13,8 млрд лет поляризация реликтового излучения могла повернуться примерно на несколько десятых градуса. Если такой поворот действительно имеет космическое происхождение, стандартная модель физики частиц его не объясняет. Подобный эффект могут создавать, например, гипотетические сверхлёгкие поля, связанные в некоторых моделях с тёмной материей или тёмной энергией.
Главная проблема скрывается в самих приборах. Если поляризационный детектор телескопа ориентирован с ошибкой хотя бы на доли градуса, наблюдения выглядят практически так же, как при настоящем повороте поляризации в космосе. По одному сигналу реликтового излучения разделить два эффекта невозможно: общий сдвиг угла детекторов и космическое двулучепреломление математически накладываются друг на друга.
Анто Лонаппан, Брайан Китинг и Кам Арнольд предложили сравнивать карты не по абсолютному углу поляризации, а между собой. Если настоящий космический поворот одинаков для всех наблюдений, при таком сравнении он сокращается. В данных остаются различия между отдельными наборами детекторов, по которым можно восстановить относительные ошибки их калибровки.
Авторы применили подход к восьми картам поляризации Planck из обработки NPIPE и сравнили получившуюся картину калибровки с методом Минами и Комацу, который отделяет приборный поворот от космического при помощи поляризованного излучения нашей Галактики. Результаты двух способов согласовались: значение χ² составило 8,18 при семи степенях свободы, а расхождения для отдельных наборов данных не превысили 1,8σ.
Однако новая проверка не измеряет космическое двулучепреломление сама по себе. Обе методики используют одни и те же данные Planck, поэтому авторы называют результат независимым способом анализа, но не независимым наблюдательным подтверждением. Когда исследователи привязали новую реконструкцию к абсолютной калибровке предыдущего анализа, получился угол 0,37 ± 0,12°, близкий к прежним оценкам.
Интерес к такому сигналу заметно вырос после того, как несколько независимых наборов наблюдений начали давать поворот одного знака и похожей величины. В 2026 году измерения ACT дали 0,215 ± 0,074°, что отличается от нуля на 2,9σ. Авторы той работы при этом прямо указали на оставшиеся систематические погрешности и отказались считать результат доказательством новой физики.
Ещё более сильный сигнал появился в августе при совместном анализе данных ACT и Planck. При принятых оценках приборных погрешностей угол составил 0,277 ± 0,057°, формально отличаясь от нуля на 4,8σ. После дополнительной проверки влияния галактической пыли значимость снизилась до 3,5σ. Исследователь снова предупредил, что нерешённые систематические проблемы пока не позволяют делать уверенный космологический вывод.
Точность калибровки важна не только для поисков космического двулучепреломления. Поляризацию реликтового излучения разделяют на E- и B-моды. Ошибка в угле детектора способна превратить часть гораздо более сильного E-сигнала в ложную B-моду. Космологи особенно внимательно ищут первичные B-моды, поскольку их обнаружение может стать свидетельством гравитационных волн, возникших в самые ранние моменты существования Вселенной.
Поэтому говорить о буквально «закрученной Вселенной» пока рано. Исследователи проверяют значительно более конкретный эффект, небольшой поворот плоскости поляризации древнего света. Новая работа закрывает один из важных способов получить ложный сигнал, но для окончательной проверки понадобится независимый абсолютный эталон угла поляризации и новые наблюдения с ещё лучше контролируемыми приборными погрешностями.
