Луч фонарика скользит по неровному стеклу. Стекло — это массивные скопления галактик, а фонарик — древний свет, рождённый вскоре после Большого взрыва. Проходя мимо таких скоплений, свет не просто огибает их, как вода камень. Его траектория слегка смещается вбок, и величина сдвига зависит от того, как свет «закручен» — вправо или влево. Это похоже на футбольный мяч, который в полёте отклоняется из-за вращения. В астрофизике такое поведение называют оптическим эффектом Магнуса.
Авторы работы применили эту идею к гравитационному линзированию — явлению, когда массивные тела искривляют путь света. Они рассмотрели реликтовое излучение (космический микроволновой фон) — слабое свечение, оставшееся от горячей ранней Вселенной. Обычно у этого излучения измеряют температуру и линейную поляризацию. Но исследователи показали: если учесть поперечный сдвиг луча, то в излучении должна возникать и круговая поляризация — свет начинает как бы вращаться по спирали. Причина в том, что лево- и правозакрученные волны приходят к нам от немного разных точек последнего рассеяния — той далёкой «стены», где свет впервые смог свободно путешествовать.
Этот механизм — не просто математический курьёз. Он связывает два этапа истории Вселенной: момент, когда она стала прозрачной, и эпоху формирования крупномасштабной структуры — галактик и их скоплений. Когда-нибудь сверхчувствительные детекторы смогут поймать этот слабый сигнал, и тогда мы получим новый инструмент для изучения невидимой паутины тёмной материи и тёмной энергии.
как её написали авторы, на английском arXiv:2605.16945
Polarization of the cosmic microwave background (CMB) brings out information not only on the early universe but also on the late-time large-scale structure via weak gravitational lensing. Here, we show that circular polarization is induced in principle from CMB temperature fluctuations when the optical Magnus effect is incorporated into gravitational lensing. This is a consequence of the transverse shift of a trajectory of light depending on its helicity that requires right-handed and left-handed components at the same observation point to be sourced from different points of the surface of last scattering. Whereas the resulting circular polarization is found far beyond the scope of current detection, our work establishes the optical Magnus effect on gravitational lensing as a new fundamental mechanism to produce circular polarization of CMB.
Оптический эффект Магнуса — близкий родственник того, что заставляет закрученный мяч лететь по дуге. Только здесь вместо воздуха — искривлённое пространство-время, а вместо мяча — волна света.
В романе «Солярис» Станислава Лема океан планеты взаимодействовал с излучением, меняя его свойства. Нечто подобное — но в космических масштабах — происходит с реликтовым светом, когда он проходит сквозь гравитационные линзы.