Eine der jüngsten Sagen in der Kosmologie begann mit der BICEP2-Pressekonferenz, auf der Hinweise auf eine frühe kosmische Inflation angekündigt wurden. Jetzt hat das Planck-Team mehr Daten veröffentlicht. Diese neue Arbeit wurde noch nicht von Experten begutachtet, sieht aber für BICEP2 nicht gut aus.
Wie Sie sich vielleicht erinnern, analysierte BICEP2 Licht aus dem kosmischen Mikrowellenhintergrund (CMB) nach einem Muster, das als B-Mode-Polarisation bekannt ist. Dies ist ein Muster von polarisiertem Licht, das (theoretisch) durch Gravitationswellen verursacht wird, die durch frühes kosmisches Aufblasen erzeugt werden. Es besteht kein Zweifel, dass BICEP2 die B-Mode-Polarisation erkannt hat, aber das ist nur die halbe Herausforderung. Die andere Hälfte beweist, dass die B-Mode-Polarisation, die sie sahen, auf kosmische Inflation zurückzuführen war und nicht auf einen anderen Prozess, hauptsächlich Staub. Und darin liegt das Problem. Staub ist in der Milchstraße ziemlich häufig und kann auch eine B-Mode-Polarisation erzeugen. Da sich der Staub zwischen uns und dem CMB befindet, kann er sein B-Mode-Signal verunreinigen. Dies wird manchmal als Vordergrundproblem bezeichnet. Um wirklich zu beweisen, dass Sie Hinweise auf eine B-Mode-Polarisation in der CMB haben, müssen Sie sicherstellen, dass Sie keine Vordergrundeffekte aus Ihren Daten entfernt haben.
Als die BICEP2-Ergebnisse erstmals bekannt gegeben wurden, wurde sofort die Frage nach Staub aufgeworfen. Einige Forscher stellten fest, dass Staubpartikel, die in Magnetfeldern gefangen sind, stärkere B-Mode-Effekte erzeugen können als ursprünglich angenommen. Andere wiesen darauf hin, dass ein Teil der Daten, die BICEP2 zur Unterscheidung von Vordergrundstaub verwendete, nicht sehr genau war. Dies ist einer der Gründe, warum die endgültigen Ergebnisse aus "Wir haben Inflation gefunden!" zu "Wir glauben, wir haben Inflation gefunden!" (Aber wir können nicht sicher sein.) "
Die neuen Ergebnisse von Planck Chip bei diesem Anspruch noch weiter. Während BICEP2 eine bestimmte Region des Himmels betrachtete, sammelte Planck Daten über den gesamten Himmel. Dies bedeutet viel mehr Daten, mit denen Vordergrundstaub von einem CMB-Signal unterschieden werden kann. Dieses neue Papier präsentierte eine Karte des Vordergrundstaubs, und eine gute Zusammenfassung ist in der Abbildung zu sehen. Die schattierten Bereiche repräsentieren die B-Modus-Werte aufgrund von Staub in verschiedenen Maßstäben. Die durchgezogene Linie repräsentiert die B-Mode-Verteilung aufgrund der Inflation aus Sicht von BICEP2. Wie Sie sehen können, passt es sehr gut zum Staubsignal.
Die einfache Schlussfolgerung ist, dass sich gezeigt hat, dass die Ergebnisse von BICEP2 Staub sind, aber das ist nicht ganz richtig. Es ist möglich, dass BICEP2 eine Mischung aus Staub- und Inflationssignalen gefunden hat, und mit einer besseren Entfernung von Vordergrundeffekten kann es immer noch zu einem echten Ergebnis kommen. Es ist auch möglich, dass alles Staub ist.
Dies scheint zwar eine schlechte Nachricht zu sein, beantwortet jedoch tatsächlich ein Rätsel in den BICEP2-Ergebnissen. Das von BICEP2 behauptete Inflationsniveau war tatsächlich ziemlich hoch. Viel größer als erwartet als viele beliebte Modelle. Die Tatsache, dass ein gutes Spannfutter der B-Mode-Polarisation auf Staub zurückzuführen ist, bedeutet, dass die Inflation nicht so groß sein kann. Kleine Inflationsmodelle sind also wieder dafür. Es sollte auch betont werden, dass selbst wenn gezeigt wird, dass die BICEP2-Ergebnisse vollständig auf Staub zurückzuführen sind, dies nicht bedeutet, dass keine Inflation existiert. Es würde einfach bedeuten, dass wir so oder so keine Beweise haben.
Es ist verlockend, all dies mit etwas Schadenfreude zu betrachten. Har, har, die Wissenschaftler haben es wieder falsch verstanden. Eine genauere Ansicht wäre jedoch, wenn zwei konkurrierende Sportteams ein hervorragendes Spiel spielen. BICEP2 hätte fast getroffen, aber Planck sammelte eine hervorragende Abwehr. Beide Teams wollen die Ersten sein, die ein Tor erzielen, aber das andere Team lässt sie nicht schummeln, um zu gewinnen. Und wir können zusehen, wie es passiert.
Wer sagt, Wissenschaft sei langweilig, hat nicht aufgepasst.
