Телескоп в Антарктиде, помогающий расшифровывать послесвечение Вселенной, подтверждает основы теории Эйнштейна

Телескоп SPT проливает свет на гравитационное линзирование и подтверждает справедливость теории относительности Эйнштейна

На Южнополярной станции Амундсен-Скотт, расположенной в Антарктиде, работает 10-метровый радиотелескоп SPT (South Pole Telescope), предназначенный для изучения таинственного гула микроволнового света во Вселенной, оставшегося после Большого взрыва. Главная цель этого космического инструмента — расшифровать «эхо» самого масштабного события в истории Вселенной и подтвердить или опровергнуть фундаментальные принципы, включая основы общей теории относительности Эйнштейна.

На протяжении исследований учёные не обнаружили никаких фактов, которые бы нарушали основы физики, а это значит, что учения Эйнштейна остаются в силе. Полученные данные по линзированию — процессу искажения света на пути его распространения через пространство, хорошо согласуются с предсказаниями, сделанными на основе общей теории относительности.

«Мы пришли к выводу, что закономерности линзирования, которые наблюдались и изучались в рамках этого исследования, на самом деле являются воплощением основных принципов общей теории относительности», — подчеркнул Чжаоди Пан, исследователь из Аргоннской национальной лаборатории, входящей в состав Министерства энергетики США. «Это обстоятельство подтверждает важность и актуальность нашего существующего представления о гравитации на крупномасштабных пространственно-временных уровнях. Кроме того, полученные результаты укрепляют нашу концепцию о том, как формируются структуры вещества в нашей Вселенной».

Телескопу была проведена модернизация в 2017 году, в результате которой была установлена новейшая камера SPT-3G с 16 000 детекторами. Основное предназначение этой камеры заключается в измерении космического микроволнового фона (CMB), являющегося остаточным излучением, важным для сверхдетального изучения ранних этапов развития Вселенной.

«Великое значение для космологов имеет именно CMB», — пояснил Пан. «Незначительные изменения в температуре и поляризации этого фона открывают нам уникальную возможность проникнуть в глубины зарождения Вселенной».

Одновременно особенное внимание было уделено гравитационному линзированию — явлению искажения светового потока, вызванному воздействием массивных объектов, таких как чёрные дыры и гигантские галактики, на его путь от источника до наблюдателя. Данное явление является неотъемлемой частью общей теории относительности Эйнштейна. В текущем исследовании были проанализированы данные лишь за 2018 год, но уже сейчас учёные обнаружили, что при изучении значительной части южного неба скорость гравитационного линзирования соответствовала предсказаниям, вынесенным в рамках общей теории относительности.

«Один из наиболее волнующих моментов этого исследования заключается в том, что полученные результаты основаны на данных, собранных в начальный период работы с камерой SPT-3G. И даже этим оборудованием наши результаты впечатляющие», — отметила Эми Бендер, физик из Аргоннской национальной лаборатории. «У нас также есть пятилетний запас данных, над анализом которых мы работаем в настоящее время, так что это только предвестник того, что нас ждет впереди».