Het heelal is ongeveer 13,8 miljard jaar geleden ontstaan ​​in een lichtflits:de oerknal. Ongeveer 380, 000 jaar later, nadat de materie (meestal waterstof) voldoende was afgekoeld om neutrale atomen te vormen, licht kon vrij door de ruimte reizen. dat licht, de kosmische microgolfachtergrond (CMB) straling, komt uniform uit alle richtingen in de lucht naar ons toe ... of zo leek het eerst. In de afgelopen decennia hebben astronomen ontdekt dat de straling zwakke rimpels en bulten bevat met een helderheidsniveau van slechts een deel op honderdduizend - de kiemen voor toekomstige structuren, zoals sterrenstelsels.

Astronomen hebben vermoed dat deze rimpelingen ook sporen bevatten van een eerste uitbarsting van uitdijing - de zogenaamde inflatie - die het nieuwe universum met drieëndertig orden van grootte deed opzwellen in slechts tien-tot-de-kracht-min-33 seconden. Aanwijzingen over de inflatie zouden vaag aanwezig moeten zijn in de manier waarop de kosmische rimpelingen worden gekruld, een effect als gevolg van zwaartekrachtsgolven in de kosmische kindertijd dat naar verwachting misschien honderd keer of zwakker zal zijn dan de rimpelingen zelf.

Het curling-effect produceert patronen in het licht dat bekend staat als "B-mode polarisatie, " en het zal naar verwachting buitengewoon zwak zijn. Er zijn andere exotische processen aan het werk in het universum om deze ontmoedigende meting nog uitdagender te maken. De belangrijkste is de zwakke gloed van licht van stofdeeltjes in onze melkweg die zijn uitgelijnd door magnetische velden Dit licht is ook gepolariseerd en kan door magnetische velden worden gedraaid om polarisatiepatronen in B-modus te produceren. Radiogolven uit onze melkweg kunnen vergelijkbare effecten produceren. Ongeveer zes jaar geleden, CfA-astronomen die op de Zuidpool werken, rapporteerden het eerste bewijs voor een dergelijke curling, "B-mode polarisatie, "op niveaus die consistent zijn met eenvoudige inflatiemodellen, maar daaropvolgende metingen bij verschillende frequenties (of kleuren) van microgolflicht onthulden dat het signaal kan worden verklaard door galactisch stof.

In de jaren sinds die eerste metingen van B-modus polarisatie hebben astronomen hun nauwgezette observaties voortgezet, het toevoegen van krachtige gegevens van nieuwe telescopen op veel verschillende frequenties die op de Zuidpool werken. CfA-astronomen D. Barkats, H. Boenish, J. Connors, J. Cornelison, M. Dierickx, de heer Eiben, DC Goldfinger, P. Grimes, S. Harrison, KS Karkare, J.M. Kovac, B. Racine, S. Richter, BL Schmitt, T. St. Germaine, C. Verges, CL Wong, L. Zeng en een groot team van collega's hebben zojuist een analyse gemaakt van alle gegevens van de Zuidpoolexperimenten BICEP2, Keck-array, en BICEP3 tot en met 2018, en correleer de resultaten met de resultaten van de CMB-ruimtemissies Planck en WMAP. (Hoewel de gegevensverzameling voor die missies eindigde in 2013 en 2010, respectievelijk, de gegevensverwerking gaat door en de wetenschappers gebruikten de 2018-release.) De nieuwe resultaten verbeteren de eerdere beste beperkingen op curling met ongeveer een factor twee, en bieden nu krachtige richtlijnen voor de soorten inflatiemodellen die de vroegste momenten van het universum zouden kunnen beschrijven.

Een brede klasse van eenvoudige modellen is nu grotendeels uitgesloten. Het team meldt dat de meest favoriete van de overgebleven klasse van modellen oer-gravitatiegolven voorspellen op niveaus die binnen het volgende decennium moeten worden gedetecteerd (of uitgesloten) met verbeterde telescopen op de Zuidpool. Het team is al bezig met het upgraden van het BICEP-systeem en verwacht binnen vijf jaar nog een factor van ongeveer drie verbeteringen te realiseren, genoeg om strikte beperkingen op te leggen aan inflatoire modellen.

Het onderzoek is gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .