Маятник качается в густом сиропе. В первые доли секунды он движется быстро, но сироп тормозит его, а потом вдруг становится жиже — и маятник снова ускоряется. Нечто похожее могло происходить с нашей Вселенной. Вскоре после Большого взрыва, когда мир был горячей плазмой, в нём ненадолго включилась тёмная энергия — загадочная сила, расталкивающая пространство. Она добавила «лишнего» расширения, из-за чего сегодня мы видим галактики разбегающимися чуть быстрее, чем ожидали.
Эта же энергия могла повлиять на свет, летящий сквозь космос. Подобно тому, как кристалл сахара поворачивает плоскость колебаний проходящего луча, ранняя тёмная энергия способна закручивать поляризацию реликтового излучения — древнего света, оставшегося от горячей юности Вселенной. Астрономы называют такой поворот космическим двойным лучепреломлением, и его следы ищут в данных с телескопов «Планк» и наземной установки ACT. Авторы новой работы проверили, как форма энергетического «маятника» — математически это потенциал с разной степенью крутизны — влияет на оба эффекта: и на лишнее расширение, и на поворот света.
Они перебрали три варианта: пологий, умеренный и очень крутой. Пологий потенциал провалился: чтобы воспроизвести поворот света, требовалась неестественно сильная связь с фотонами, а предсказания расходились с наблюдениями на разных угловых масштабах. Крутой потенциал тоже не подошёл. А вот умеренный сработал идеально. Он дал наилучшее совпадение с данными и стабильные, согласованные значения связи для обоих наборов наблюдений — словно один и тот же ключ подошёл к двум разным замкам.
Так умеренный потенциал не только смягчает напряжение Хаббла — спор о скорости расширения Вселенной, — но и естественно объясняет загадочный поворот поляризации. Это укрепляет позиции ранней тёмной энергии как моста между двумя, казалось бы, разными проблемами. Следующий шаг — проверить модель на новых данных, которые собирают сейчас обсерватории вроде «Эвклида» и будущих проектов по поляризации неба. Возможно, маятник ранней Вселенной всё-таки качается по умеренному закону.
Поворот поляризации реликтового излучения на один градус соответствует тому, что свет, пролетев 13 миллиардов лет, «запомнил» взаимодействие с полем, которое включилось на срок короче миллиардной доли секунды.