Когда первые звёзды зажглись, их ультрафиолетовый свет начал отрывать электроны от атомов водорода. Вселенная из нейтрального тумана превращалась в прозрачную плазму. Этот процесс — космическая реионизация — шёл неравномерно: сначала медленно, как огонь, разгорающийся в сырых дровах, а затем всё быстрее, когда пламя охватывает сухую растопку.
До сих пор в расчётах чаще всего использовали симметричную кривую — будто туман рассеивался одинаково плавно в начале и в конце. Новая работа заменяет её на кривую Гомпертца, которая изначально описывала рост популяций: медленный старт, резкий подъём и выход на плато. Такой подход лучше отражает физику. Источников ультрафиолета поначалу мало, и только когда их становится достаточно, процесс ускоряется.
Благодаря этому точнее определяется сумма масс нейтрино — частиц, которые почти не взаимодействуют с веществом. Новые данные указывают на возможное расхождение с результатами лабораторных экспериментов по осцилляциям нейтрино. Это расхождение раньше могло быть скрыто из-за грубой модели реионизации.
Так кривая роста, придуманная для описания популяций, помогает заглянуть в детство Вселенной и точнее взвесить её самые неуловимые частицы.
Кривая Гомпертца, использованная в модели, была предложена в 1825 году для описания таблиц смертности, а теперь описывает, как Вселенная становилась прозрачной.