После отделения нейтрино от первичной плазмы, крошечные неоднородности плотности сглаживались диффузионным затуханием — как рябь в вязкой жидкости. Это дополнительно охладило нейтринный фон: сегодня его температура чуть ниже 1,96 К. Величина охлаждения зависит от спектра мощности первичных возмущений, а значит, от распределения «зародышей» галактик. Детектор PTOLEMY, измеряя реликтовые нейтрино, сможет ограничить эти возмущения на масштабах меньше галактик, дополняя данные нуклеосинтеза и будущих наблюдений тёмных веков.
В первые мгновения после Большого взрыва Вселенная была кипящим супом из элементарных частиц. Даже лёгкие нейтрино тогда активно сталкивались со всем подряд. Но стремительное расширение остудило этот суп, и нейтрино вырвались на свободу, оставшись почти безразличными к окружающему миру. Георгий Гамов и Ральф Альфер ещё в середине XX века предсказали, что они должны были сохраниться как холодный фон с температурой около двух градусов выше абсолютного нуля.
Теперь астрофизики заметили тонкий эффект. В той первобытной плазме плавали мельчайшие сгустки — рябь на поверхности нашего супа. Со временем эта рябь разгладилась, и энергия выравнивания, как ни странно, дополнительно охладила нейтринный газ. Поэтому сегодня реликтовых нейтрино вокруг нас чуть меньше, чем считалось раньше.
Эксперимент PTOLEMY готовится впервые поймать эти древние частицы. Чтобы зарегистрировать хоть несколько, нужен детектор размером с многоэтажку — настолько они не желают взаимодействовать. Но если удастся, измерение их энергии покажет, насколько неровной была Вселенная в масштабах, недоступных другим наблюдениям.
🎯 Каждую секунду сквозь ваше тело пролетает около ста триллионов нейтрино — и ни одно, скорее всего, не заденет ни одного атома.
🎬 В сериале «Звёздный путь» нейтрино используют для связи сквозь толщу планет.