Slavné reliktní mikrovlnné záření vesmíru (Cosmic Microwave background, CMB) je z malé části polarizované, na úrovni několika málo mikrokelvinů. Elektromagnetické záření je vlastně příčné vlnění, které lze popsat kmity vektorů E (elektrický) a B (magnetický), kolmých na sebe a na směr šíření vlny. Odborníci v té souvislosti rozlišují dva typy polarizace reliktního záření, takzvané E‑módy a B‑módy. Pokud jde o E‑módy reliktního záření, tak v tom není žádná záhada. Přirozeně vznikají v důsledku Thomsonova rozptylu záření v heterogenní plazmě. Thomsonův rozptyl je přitom vlastně krajním případem Comptonova jevu, kdy se při srážce elektromagnetického záření s atomy pevné látky změní vlnová délka tohoto záření.
S B‑módy reliktního záření je to ale velmi těžké. Až doteď je nikdo nenaměřil. Vědci měli zato, že mají rozptyl tak maximálně jednu desetinu mikrokelvinu a že je nemohou samy o sobě vytvářet fyzikální pochody v plazmě. Měly by být signálem z pradávného vesmíru. Detekce B‑módů byla z řady důvodů považována za nesmírně obtížnou.
Nakonec to zvládl Duncan Hanson z McGillovy univerzity v kanadském Montrealu, spolu s početným týmem spolupracovníků SPTpol Collaboration. Badatelé využili data Herschelovy vesmírné observatoře, která donedávna snímala vesmír v infračervené oblasti spektra. Na Herschelových snímcích si vytipovali slibná místa, na něž se pak detailně zaměřili s antarktickým teleskopem South Pole Telescope. S jeho pomocí nakonec zachytili toužebně očekávané B‑módy v reliktním záření, s využitím zesílení gravitačním lensingem (čočkováním).
Samozřejmě to není konec, ani zdaleka. Vědci ve skutečnosti už delší dobu předpovídají dva typy B‑módů reliktního záření. Jeden z těchto typů, který jsme teď nejspíš pozorovali, měl vzniknout v relativně mladém vesmíru. Kromě těchto B‑módů by měly existovat ještě další, primordiální B‑módy, které mají pocházet z extrémní doby kosmologické inflace, kdy je snad vytvarovaly primordiální gravitační vlny. A právě primordiální B‑módy se teď staly dalším vysněným cílem badatelských týmů. Měly by být lépe zřetelné na velkých měřítcích, takže je vědci budou nejspíš hledat v datech zahrnujících celou oblohu, jako jsou například pozorování sondy Planck.
Detekci B‑módů reliktního záření považuje za významnou i Pavel Bakala, odborník z Ústavu fyziky Filozoficko-přírodovědecké fakulty Slezské univerzity v Opavě:
Observační mikrovlnné okno, které je unikátním nástrojem k pozorování velmi raného vesmíru, bylo teď opět o něco více otevřeno. Velmi zajímavá je korelace detekce B‑módů způsobených gravitačním lensingem (čočkováním) s observačními daty v infračerveném oboru, která potvrzuje rámcovou správnost současných představ o evoluci universa. Ale nejzajímavější bude, pokud se podaří pozorovat a odlišit B‑módy generované primordiálními gravitačními vlnami. Takové pozorování může významně přispět k upřesnění parametrů vesmíru těsně po velkém třesku a podpořit nebo naopak vyloučit některé alternativní pre‑Big Bang kosmologické modely. Navíc, o existenci gravitačních vln, které jsou jednou z klíčových predikcí obecné relativity, máme přes enormní náklady a úsilí vložené do stavby detektorů prozatím pouze nepřímé důkazy. Pozorování projevů primordiálních gravitačních vln, jako jsou právě B‑módy, by proto mohlo být impulsem k dalšímu rozvoji nových detekčních technik, nejspíše pomocí družicových misí.
Literatura
NASA Jet Propulsion Laboratory News 21. 10. 2013, Physical Review Letters 111: 141301, Wikipedia (Cosmic microwave background/ Polarization).
Diskuze:
