Het wetenschapsteam van Wilkinson Microgolfanisotropie (WMAP) heeft de analyse van zeven volle jaren aan gegevens van de kleine sonde voltooid, en nogmaals, het lijkt erop dat we het universum kunnen samenvatten in zes parameters en een model.
Met behulp van de zevenjarige WMAP-gegevens, samen met recente resultaten over de grootschalige distributie van sterrenstelsels en een bijgewerkte schatting van de Hubble-constante, is de huidige leeftijd van het heelal 13,75 (plus of min 0,11) miljard jaar donkere energie omvat 72,8% (+/- 1,5%) van de massa-energie van het universum, baryons 4,56% (+/- 0,16%), niet-baryonische materie (CDM) 22,7% (+/- 1,4%), en de roodverschuiving van reionisatie is 10,4 (+/- 1,2).
Daarnaast rapporteert het team een aantal nieuwe kosmologische beperkingen - oer-overvloed aan helium (dit sluit verschillende alternatieve 'big big'-modellen uit) en een schatting van een parameter die een kenmerk van dichtheidsfluctuaties in het zeer vroege heelal voldoende nauwkeurig beschrijft om een hele klasse van inflatiemodellen (het Harrison-Zel'dovich-Peebles-spectrum) uit te sluiten, om er slechts twee te nemen - evenals strengere limieten voor vele andere (aantal neutrino-soorten, massa van de neutrino, pariteitsschendingen, axion dark er toe doen, …).
De beste eye-candy uit de zes kranten van het team zijn de gestapelde temperatuur- en polarisatiekaarten voor warme en koude plekken; als deze vlekken het gevolg zijn van geluidsgolven in materie die is ingevroren toen straling (fotonen) en baryonen elkaar scheidden - de kosmische microgolfachtergrond (CMB) codeert alle details van deze scheiding - dan zouden er mooie cirkelvormige ringen moeten zijn, van vrij exacte afmetingen, rond de plekken. Verder moeten de polarisatierichtingen van radiaal naar tangentieel veranderen, van het midden naar buiten (voor koude plekken; vice versa voor hotspots).
En dat is precies wat het team heeft gevonden!
Betreffende donkere energie. Sinds de vijfjarige WMAP-resultaten zijn gepubliceerd, zijn er verschillende onafhankelijke onderzoeken gepubliceerd die direct relevant zijn voor de kosmologie. Het WMAP-team nam die over van waarnemingen van de baryon akoestische oscillaties (BAO) bij de verdeling van sterrenstelsels; van Cepheids, supernovae en een watermasker in lokale sterrenstelsels; van tijdsvertraging in een lens-quasarsysteem; en van hoge roodverschuivende supernova's, en combineerde ze om de hoekjes en gaatjes in de parameterruimte te verkleinen waarin niet-kosmologische constante variëteiten van donkere energie zich zouden kunnen verbergen. Er zijn in ieder geval nog enkele alternatieve soorten donkere energie mogelijk, maar voorlopig regeert Λ, de kosmologische constante.
Wat betreft inflatie. Heel, heel, heel vroeg in het leven van het universum - zo luidt de theorie van de kosmische inflatie - was er een periode van dramatische expansie, en de kleine kwantumfluctuaties voordat inflatie de gigantische kosmische structuren werd die we vandaag zien. “Inflatie voorspelt dat de statistische verdeling van oerfluctuaties bijna een Gauss-verdeling is met willekeurige fasen. Het meten van afwijkingen van een Gauss-verdeling, ”meldt het team,“ is een krachtige test van inflatie, want hoe precies de verdeling (niet-) Gauss is, hangt af van de gedetailleerde fysica van inflatie. ” Hoewel de limieten voor niet-Gaussianiteit (zoals het wordt genoemd), uit analyse van de WMAP-gegevens, slechts in beperkte mate verschillende inflatiemodellen beperken, laten ze bijna nergens voor kosmologische modellen zonder inflatie achter.
Betreffende ‘kosmische schaduwen’ (het Sunyaev-Zel’dovich (SZ) -effect). Hoewel veel onderzoekers al eerder naar kosmische schaduwen in WMAP-gegevens hebben gezocht, is het Lieu-, Mittaz- en Zhang-papier van 2006 misschien wel het bekendste (het SZ-effect: hete elektronen in het plasma die doordringen in rijke clusters van sterrenstelsels die interageren met CMB fotonen, via inverse Compton-verstrooiing) - de recente analyse van het WMAP-team is hun eerste om dit effect te onderzoeken. Ze detecteren het SZ-effect direct in de dichtstbijzijnde rijke cluster (Coma; Maagd bevindt zich achter de Melkweg-voorgrond), en ook statistisch door correlatie met de locatie van ongeveer 700 relatief nabije rijke clusters. Hoewel de bevinding van het WMAP-team consistent is met gegevens van röntgenobservaties, is het niet in overeenstemming met theoretische modellen. Terug naar de tekentafel voor astrofysici die sterrenstelselclusters bestuderen.
Ik rond af met Komatsu et al. "Het standaard ΛCDM-kosmologische model blijft uitstekend passen bij de bestaande gegevens."
Primaire bron: Zevenjarige Wilkinson-microgolfanisotropiesonde (WMAP) Observaties: kosmologische interpretatie (arXiv: 1001.4738). De vijf andere zevenjarige WMAP-papers zijn: Zevenjarige Wilkinson-microgolfanisotropiesonde (WMAP). Observaties: zijn er kosmische microgolfachtergrondafwijkingen? (arXiv: 1001.4758), Zevenjarige Wilkinson-microgolfanisotropiesonde (WMAP) Observaties: planeten en hemelkalibratiebronnen (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.
