В течение следующего десятилетия будут реализованы несколько крупномасштабных астрофизических исследовательских проектов, среди которых особое место занимают эксперименты по исследованию космического микроволнового фона (CMB). Эти проекты направлены на обнаружение и изучение излучения CMB, которое представляет собой излучение ранней Вселенной.
Исследователи из Католического университета Лувена в Бельгии продемонстрировали, что предстоящие наблюдения за реликтовым излучением с помощью японского спутника LiteBIRD или обсерваторий CMB Stage 4 (CMB-S4) могут впервые измерить связь так называемого поля инфлатона с другими частицами. Это измерение может помочь изучить связь между космической инфляцией и физикой элементарных частиц.
«Одним из самых удивительных аспектов Стандартной модели физики элементарных частиц является то, что она не только описывает все элементарные частицы, обнаруженные на Земле, но и кажется достаточно универсальной, чтобы действовать в отдалённых областях космоса и в процессах, которые происходили в первые мгновения после Большого взрыва», — рассказали Марко Древес и Лэй Мин, два автора статьи, опубликованной в Physical Review Letters.
Широко распространено мнение, что общая однородность наблюдаемой Вселенной является результатом фазы ускоренного космического расширения, названной «космической инфляцией» около 14 миллиардов лет назад. Однако неизвестно, как механизм, который привёл к этому ускорению, связан с фундаментальной теорией природы, и особенно со Стандартной моделью физики элементарных частиц.
Важный ключ может дать отпечаток «космического повторного нагрева» в реликтовом излучении. Космический повторный нагрев — это процесс, посредством которого ранняя вселенная была заполнена горячей плазмой после её охлаждения в результате инфляционного расширения. Этот процесс в конечном итоге установил начальные условия для «горячего Большого взрыва», что привело к образованию Вселенной, какой мы её знаем.
