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.
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.