In letzter Zeit kursierten Gerüchte, dass die BICEP2-Ergebnisse in Bezug auf die kosmische Inflationsperiode ungültig sein könnten. Angefangen hat alles mit einem Beitrag von Dan Falkowski in seinem Blog Resonanzen , wo er behauptete, die BICEP2 habe einige Daten falsch interpretiert, was ihre Ergebnisse ungültig oder zumindest fragwürdig gemacht habe. Die Geschichte wurde dann aufgegriffen von Naturblog und anderswo, was einige hitzige Debatten ausgelöst hat.
Was ist also wirklich los?
Für diejenigen, die sich vielleicht nicht erinnern, BICEP2 ist ein Projekt, das daran arbeitet, polarisiertes Licht im kosmischen Mikrowellenhintergrund (CMB) zu erkennen. Konkret suchten sie nach einer Polarisationsart, die als B-Mode-Polarisation bekannt ist. Erkennung von B-Mode-Polarisation ist wichtig weil ein Mechanismus dafür die kosmische Inflation im frühen Universum ist, und genau das ist es BICEP2 behauptete, Beweise dafür zu haben.
Einer der Gründe, warum BICEP2 so viel Presse erhielt, liegt darin, dass die Polarisation im B-Modus besonders schwer zu erkennen ist. Es ist ein kleines Signal, und Sie müssen viele Beobachtungsdaten filtern, um sicherzustellen, dass Ihr Ergebnis gültig ist. Aber Sie müssen sich auch um andere Quellen kümmern, die wie B-Mode-Polarisation aussehen, und wenn Sie sie nicht richtig berücksichtigen, können Sie ein 'falsch positiv' erhalten. Hier entsteht dieses neueste Drama.
Im Allgemeinen wird diese Herausforderung manchmal als Vordergrundproblem bezeichnet. Grundsätzlich ist der kosmische Mikrowellenhintergrund das am weitesten entfernte Licht, das wir beobachten können. Alle Galaxien, Staub, interstellares Plasma und unsere eigene Galaxie befinden sich zwischen uns und dem CMB. Um also sicherzustellen, dass die Daten, die Sie sammeln, wirklich vom CMB stammen, müssen Sie all das Zeug im Weg (den Vordergrund) berücksichtigen. Wir haben Möglichkeiten, dies zu tun, aber es ist schwierig. Die große Herausforderung besteht darin, alles zu berücksichtigen.
Eine Karte der Vordergrundpolarisation der Milchstraße. Quelle: ESA und die Planck-Kollaboration
Kurz nach den BICEP2-Ergebnissen stellte ein anderes Team einen Vordergrundeffekt fest, der sich auf die BICEP2-Ergebnisse auswirken könnte. Es beinhaltet einen Effekt, der als . bekannt ist Funkschleifen , wo Staubpartikel, die in interstellaren Magnetfeldern gefangen sind, polarisiertes Licht ähnlich der B-Mode-Polarisation emittieren können. Welche Auswirkungen dies haben könnte, ist unklar. Ein weiteres Projekt, das mit dem Planck-Satelliten durchgeführt wird, befasst sich ebenfalls mit diesem Vordergrundeffekt und hat einige erste Ergebnisse veröffentlicht (siehe Abbildung), aber die tatsächlichen Daten wurden noch nicht veröffentlicht.
Nun hat sich herausgestellt, dass BICEP2 tatsächlich einen Teil dieser Polarisation im Vordergrund berücksichtigt hat, teilweise unter Verwendung von Ergebnissen von Planck. Da die Rohdaten jedoch noch nicht veröffentlicht wurden, verwendete das Team Daten aus einer PDF-Folie der Planck-Ergebnisse und rekonstruierte die Planck-Daten im Grunde. Es wird manchmal als „Daten-Scraping“ bezeichnet und ist nicht ideal, aber es funktioniert mäßig gut. Nun gibt es einige Diskussionen darüber, ob diese Folie die echte Vordergrundpolarisation oder eine gemittelte Polarisation darstellt. Wenn letzteres der Fall ist, haben die BICEP2-Ergebnisse möglicherweise den Vordergrundeffekt unterschätzt. Bedeutet dies, dass die BICEP2-Ergebnisse völlig ungültig sind? Nach dem, was ich bisher gesehen habe, glaube ich nicht. Denken Sie daran, dass der Planck-Vordergrund einer von mehreren Vordergrundeffekten ist, die BICEP2 berücksichtigt hat. Es kann sich um einen großen Fehler handeln, aber auch um einen eher kleinen.
Es ist wichtig zu beachten, dass das BICEP2-Papier noch einer Peer-Review unterzogen wird. Eine kritische Analyse des Papiers ist genau das, was passieren sollte und geschieht. Früher beschränkte sich diese Typenprüfung auf die Elfenbeintürme, aber mit den sozialen Medien findet sie jetzt im Freien statt. So wird Wissenschaft gemacht. BICEP2 hat eine kühne Behauptung aufgestellt, und jetzt kann jeder wie eine Piñata auf sie einschlagen.
Das BICEP2-Team steht zu seiner Arbeit, und wir müssen sehen, ob sie der Peer-Review standhält. Wir müssen auch warten, bis das Planck-Team seine Ergebnisse zur B-Mode-Polarisation veröffentlicht. Irgendwann setzt sich der Staub ab und wir haben die Ergebnisse viel besser im Griff.