Свет закручивается в линзе Вселенной экспресс

Оригинал: "Circular polarization of the cosmic microwave background induced by the optical Magnus effect on gravitational lensing"
· Yusuke Nishida
arXiv:2605.16945 · 2026-05-16 · CC BY 4.0 · 2 мин
Реликтовое излучение приобретает круговую поляризацию, проходя сквозь искривлённое пространство.

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.

Величина предсказанной круговой поляризации настолько мала, что нынешние приборы её не замечают. Но сам факт её существования меняет понимание того, как свет взаимодействует с гравитацией на космологических масштабах.

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.

Чтобы ощутить масштаб: отклонение луча из-за эффекта Магнуса в космосе примерно в миллиард раз меньше толщины человеческого волоса, если смотреть с расстояния от Земли до Луны.

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.

Учёные
Fritz ZwickyMichael FaradayHendrik LorentzRainer SachsJacob BekensteinKarl Schwarzschild
Понятия
затмение реликтового излучения реликтовое излучение гравитационное линзирование гравитационное микролинзирование микролинзирование магнитооптический эффект Керра магнитофотонные эффекты слабое гравитационное линзирование тень скопления галактик эффекты магнитного излучения циркулярная поляризация эффект Лензе — Тирринга поляризация закон Малюса поляризованный свет магнитооптическая микроскопия астрофизическая поляриметрия закрученный свет поляриметрия карта температур