Een van de recente sagen in de kosmologie begon met de BICEP2-persconferentie waarin het bewijs werd aangekondigd van vroege kosmische inflatie. Nu heeft het Planck-team meer van hun gegevens vrijgegeven. Dit nieuwe werk is nog niet door vakgenoten beoordeeld, maar het ziet er niet goed uit voor BICEP2.
Zoals je je misschien herinnert, analyseerde BICEP2 licht van de kosmische microgolfachtergrond (CMB) op zoek naar een type patroon dat bekend staat als B-modus polarisatie. Dit is een patroon van gepolariseerd licht dat (theoretisch) wordt veroorzaakt door zwaartekrachtsgolven veroorzaakt door vroege kosmische inflatie. Het lijdt geen twijfel dat BICEP2 B-modus polarisatie heeft gedetecteerd, maar dat is slechts de helft van de uitdaging. De andere helft bewijst dat de B-moduspolarisatie die ze zagen het gevolg was van kosmische inflatie en niet van een ander proces, voornamelijk stof. En daarin schuilt het probleem. Stof komt vrij veel voor in de Melkweg en het kan ook polarisatie in de B-modus veroorzaken. Omdat het stof tussen ons en de CMB zit, kan het zijn B-modus signaal vervuilen. Dit wordt ook wel het voorgrondprobleem genoemd. Om echt te bewijzen dat je bewijs hebt van B-modus polarisatie in de CMB, moet je ervoor zorgen dat je alle voorgrondeffecten uit je gegevens hebt verwijderd.
Toen de BICEP2-resultaten voor het eerst werden aangekondigd, werd de stofkwestie onmiddellijk aan de orde gesteld. Sommige onderzoekers merkten op dat stofdeeltjes gevangen in magnetische velden sterkere B-modus effecten zouden kunnen veroorzaken dan aanvankelijk werd gedacht. Anderen wezen erop dat een deel van de gegevens die BICEP2 gebruikte om stof op de voorgrond te onderscheiden niet erg nauwkeurig was. Dit is een deel van de reden waarom de uiteindelijke resultaten gingen van "We vonden inflatie!" naar "We denken dat we inflatie hebben gevonden! (Maar we kunnen er niet zeker van zijn.) "
De nieuwe resultaten van Planck-chip bij die claim nog verder. Terwijl BICEP2 naar een specifiek luchtgebied keek, verzamelde Planck gegevens over de hele lucht. Dit betekent veel meer gegevens die kunnen worden gebruikt om stof op de voorgrond te onderscheiden van een CMB-signaal. Dit nieuwe artikel presenteerde een kaart van het stof op de voorgrond en een goede samenvatting is te zien in de figuur. De gearceerde gebieden vertegenwoordigen de B-modusniveaus als gevolg van stof op verschillende schalen. De ononderbroken lijn vertegenwoordigt de B-modus distributie als gevolg van inflatie zoals gezien door BICEP2. Zoals je kunt zien, komt het heel goed overeen met het stofsignaal.
De simpele conclusie is dat de resultaten van BICEP2 stof zijn gebleken, maar dat is niet helemaal juist. Het is mogelijk dat BICEP2 een mengsel van stof- en inflatiesignalen heeft gevonden, en met een betere verwijdering van voorgrondeffecten kan er nog steeds een reëel resultaat zijn. Het is ook mogelijk dat het allemaal stof is.
Hoewel dit slecht nieuws lijkt, beantwoordt het eigenlijk een mysterie in de BICEP2-resultaten. Het door BICEP2 geclaimde inflatiepercentage was eigenlijk vrij hoog. Veel groter dan verwacht dan veel populaire modellen. Het feit dat een goede klem van de B-modus polarisatie te wijten is aan stof, betekent dat de inflatie niet zo groot kan zijn. Dus kleine inflatiemodellen zijn weer in het voordeel. Er moet ook worden benadrukt dat zelfs als wordt aangetoond dat de BICEP2-resultaten volledig te wijten zijn aan stof, dat niet betekent dat er geen inflatie bestaat. Het zou gewoon betekenen dat we hoe dan ook geen bewijs hebben.
Het is verleidelijk om dit allemaal met een beetje schadenfreude te bekijken. Har, har, de wetenschappers hebben het weer mis. Maar een nauwkeuriger beeld zou zijn van twee rivaliserende sportteams die een uitstekend spel spelen. BICEP2 scoorde bijna, maar Planck kwam tot een uitstekende verdediging. Beide teams willen de eerste zijn die scoort, maar het andere team laat ze niet vals spelen om te winnen. En we mogen het zien gebeuren.
Iedereen die zegt dat wetenschap saai is, lette niet op.
