Свет от самой горячей стадии Вселенной летит к нам почти 14 миллиардов лет. Это реликтовое излучение — слабое свечение, заполняющее всё небо. Недавно астрономы заметили странность: его поляризация (направление колебаний электрического поля) оказалась повёрнута примерно на 0,3 градуса. Как будто кто-то слегка подкрутил невидимую ручку.

Объяснение может лежать в природе тёмной энергии — загадочной силы, заставляющей Вселенную расширяться всё быстрее. Авторы работы рассмотрели тёмную энергию не как привычное скалярное поле, а как 3-форму. Это математический объект, похожий на поле, которое заполняет пространство и при расширении ведёт себя подобно жидкости. Его тензорная структура позволяет ему взаимодействовать со светом так, как не могут обычные скалярные поля. В результате поляризация света может поворачиваться — возникает космическое двулучепреломление.

Учёные проверили два варианта взаимодействия 3-формы с фотонами — частицами света. Первый, более сложный (оператор размерности 6), требует невероятно сильной связи, чтобы объяснить наблюдаемый поворот в 0,3 градуса. Второй, более простой (оператор размерности 4), справляется с задачей, но за это приходится платить: у фотона появляется крошечная масса. Эта масса оказывается сравнимой с темпом расширения Вселенной — величиной, которую астрономы обозначают как H₀. Любопытно, что профиль поворота в зависимости от расстояния (или времени) во втором случае почти не зависит от формы потенциала 3-формы, но чувствителен к начальным условиям. А в первом случае — наоборот.