Sinds de dag dat de eerste Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) -gegevens werden vrijgegeven, werden in 2003 allerlei soorten kosmische microgolfachtergrond (CMB) -afwijkingen gemeld; er is een koude plek geweest die een venster zou kunnen zijn naar een parallel universum, de 'as van het kwaad', pootafdrukken van lokale interstellaire neutrale waterstof en nog veel, veel meer.
Maar doe de WMAP-gegevens echt, echt, absoluut bewijs bevatten van afwijkingen, dingen die gewoon niet passen binnen het zes-parameters-en-een-model dat het WMAP-team onlangs rapporteerde?
In één woord, nee.
Sinds 2003 publiceert het WMAP-wetenschapsteam om de twee jaar een reeks artikelen over hun analyses van de cumulatieve gegevens en hun bevindingen (met de missie die later dit jaar afloopt, zal hun volgende reeks helaas hun laatste zijn). Met tijd en ervaring - om nog maar te zwijgen van de input van de duizenden andere onderzoekers die de data hebben geplukt - heeft het team niet alleen veel meer data verzameld, maar is het ook gaan begrijpen hoe WMAP veel beter werkt. Als gevolg hiervan zijn niet alleen de gepubliceerde resultaten - zoals limieten op de aard van donkere energie en het aantal verschillende soorten neutrino's - strenger en robuuster, maar het team is ook erg au fait met de verschillende gerapporteerde afwijkingen.
Voor het eerst heeft het team deze afwijkingen in detail onderzocht en geconcludeerd dat het antwoord op de vraag, in hun woorden, "zijn er mogelijke afwijkingen van? CDM binnen de context van de toegestane parameterbereiken van de bestaande WMAP-waarnemingen ? ' is niet".
De gerapporteerde anomalieën die het team heeft onderzocht zijn talrijk - twee prominente koude plekken, sterkte van de quadrupool, gebrek aan grote hoekschaal CMB-kracht, uitlijning van de quadrupool- en octupoolcomponenten, hemisferische of dipoolkrachtasymmetrie, om maar een handvol te noemen - maar de redenen want er zijn weinig zichtbare afwijkingen.
“Menselijke ogen en hersenen zijn uitstekend in het detecteren van visuele patronen, maar slecht in het inschatten van kansen. Functies die op de WMAP-kaarten te zien zijn, zoals de grote Cold Spot I in de buurt van het Galactische centrumgebied, kunnen opvallen als ongebruikelijk. De waarschijnlijkheid van dergelijke kenmerken kan echter niet worden onderscheiden door visuele inspectie van onze specifieke realisatie van het universum ', schrijven ze, en' Monte Carlo-simulaties zijn een onschatbare manier om de verwachte afwijkingen binnen het? CDM-model te bepalen. Claims van afwijkingen zonder Monte Carlo-simulaties zijn noodzakelijkerwijs zwakke claims ”.
Een grappig voorbeeld: Stephen Hawking's initialen ("SH") zijn duidelijk te zien op de WMAP-luchtkaart. "De" S "en" H "hebben ongeveer dezelfde lettergrootte en stijl, en beide letters zijn netjes uitgelijnd langs een lijn van vaste Galactische breedtegraad", zegt het team; “Een berekening zou aantonen dat de kans op dit specifieke voorval aan het verdwijnen is. Toch is er geen reden voor een niet-standaard kosmologie ondanks deze buitengewoon lage waarschijnlijkheidsgebeurtenis, 'noteren ze droogjes.
Veel van de rapporten van WMAP CMB-anomalieën zouden waarschijnlijk goed leermateriaal opleveren, omdat ze de vele valkuilen illustreren waar je zo gemakkelijk in kunt vallen als je achteraf doet (a posteriori) statistische analyse. Of, zoals het team het stelt met betrekking tot de initialen van Stephen Hawking: “Het is duidelijk dat de gecombineerde selectie van het zoeken naar initialen, deze specifieke initialen en hun uitlijning en locatie allemaal zijn a posteriori keuzes. Voor een rijke dataset, zoals het geval is bij WMAP, zijn er veel data en veel manieren om de data te analyseren. ”
En wat gebeurt er als je veel data hebt? Gebeurtenissen met een lage waarschijnlijkheid zijn gegarandeerd! “Het is bijvoorbeeld niet onverwacht om een 2 te vinden? functie bij het analyseren van een rijke dataset op een aantal verschillende manieren. Om te beoordelen of een bepaalde 2? kenmerk is interessant, men komt vaak in de verleiding om het te beperken om zijn gedrag te isoleren. Dat proces omvat a posteriori keuzes die de schijnbare betekenis van de functie versterken. "
Dus, concludeert het team dat al deze anomaliejacht verspilling van moeite is? Absoluut niet! Ik citeer uit de eigen conclusie van het team: "Het zoeken naar eigenaardigheden in de gegevens is essentieel voor het testen van het model. Het succes van het model maakt deze zoekopdrachten nog belangrijker. Een detectie van een zeer significante a posteriori functie kan een serieuze uitdaging worden voor het model. De minder belangrijke kenmerken die in dit document worden besproken, vormden de motivatie om alternatieve modellen te overwegen en nieuwe analyse van WMAP (en binnenkort Planck) gegevens te ontwikkelen. De eigenaardigheden hebben geleid tot voorgestelde nieuwe waarnemingen die de modellen verder kunnen testen. Het is vaak moeilijk om de statistische claims te beoordelen. Het is heel goed mogelijk dat er een eigenaardigheid wordt gevonden die een nieuwe theorie motiveert, die vervolgens kan worden getoetst als een hypothese tegen? CDM. De gegevens ondersteunen deze vergelijkingen. Natuurlijk moeten ook andere kosmologische metingen een rol spelen bij het testen van nieuwe hypothesen. Geen enkele tot nu toe gerapporteerde CMB-afwijking heeft ertoe geleid dat de wetenschappelijke gemeenschap een nieuw standaardmodel voor kosmologie heeft aangenomen, maar beweerde dat anomalieën zijn gebruikt om het denken te provoceren en te zoeken naar verbeterde theorieën. ”
Primaire bron: Zevenjarige Wilkinson-microgolfanisotropiesonde (WMAP) Observaties: zijn er kosmische microgolfachtergrondafwijkingen? (arXiv: 1001.4758). De vijf andere zevenjarige WMAP-artikelen zijn: zevenjarige Wilkinson-microgolfanisotropiesonde (WMAP) -waarnemingen: kosmologische interpretatie (arXiv: 1001.4538), zevenjarige Wilkinson-microgolfanisotropiesonde (WMAP) -waarnemingen: planeten en celkalibratiebronnen (arXiv: 1001.4731), zevenjarige Wilkinson-microgolfanisotropiesonde (WMAP) -observaties: luchtkaarten, systematische fouten en basisresultaten (arXiv: 1001.4744), zevenjarige Wilkinson-microgolfanisotropiesonde (WMAP) -observaties: Power Spectra en WMAP-afgeleide parameters ( arXiv: 1001.4635), en zevenjarige Wilkinson-microgolfanisotropiesonde (WMAP) Observaties: galactische voorgrondemissie (arXiv: 1001.4555). Bekijk ook de officiële WMAP-website.
