Polarização

Em geral, um campo de radiação de eletromagnética, que pode ser caracterizado pela superposição de ondas polarizadas em todas as direções, apresenta apenas uma porcentagem de sua intensidade total com polarização bem definida, gerando um padrão que pode ser mapeado. Para a RCFM, esta fração polarizada corresponde de 0,1% a 1% da amplitude das flutuações de temperatura, dependendo do processo físico que deu origem à polarização. Entretanto, essa polarização será sempre linear, uma vez que ela resulta de um espalhamento.

Quando as primeiras estrelas de grande massa surgiram (cerca de 200 milhões de anos após o Big-Bang), a radiação emitida por elas foi capaz de ionizar as moléculas de hidrogênio que permeavam o Universo, num processo conhecido como reionização. Os elétrons liberados durante a reionização puderam interagir com os fótons presentes no meio, inclusive com os da RCFM, introduzindo um pequeno grau de polarização ($\approx 1\%$) em grandes escalas angulares. Por outro lado, fenômenos presentes no momento da recombinação também produziram polarização. O espalhamento Thomson dos fótons pelos elétrons do fluido primordial apresentavam um movimento ordenado seguindo as ondas acústicas que se propagavam no plasma, produzindo polarização com uma intensidade da ordem de 1%. Além desta perturbação escalar (ondas acústicas), o plasma também sofreu a ação de perturbações tensoriais: o espaço-tempo oscilava, alongando, comprimindo e torcendo o plasma. O termo tensorial, ao contrário de escalar, indica que a perturbação requer uma orientação definida. Estas oscilações eram decorrentes da passagem de ondas gravitacionais produzidas durante a Inflação. O espalhamento dos fótons pelos elétrons durante o processo de torção do plasma também polariza a radiação, com uma amplitude $\mathrel{\copy\simlessbox}0,1\%$ devida à pequena amplitude das ondas gravitacionais.

As primeiras medidas de polarização da RCFM começaram a ser feitas ainda na década de 70, mas somente em 2002 se conseguiu a primeira detecção positiva. O instrumento DASI foi capaz de mapear o padrão de polarização em torno do Pólo Sul celeste. Em 2003, o satélite WMAP confirmou esta medida, porém com um mapeamento do céu inteiro.