Ο ενθουσιασμός πάνω από τα κύματα βαρύτητας καταρρέει

Η επιστήμη δίνει και η επιστήμη αφαιρεί. Αυτό που φαινόταν νωρίτερα φέτος ως μια από καιρό αναζητούμενη ματιά στους αρχαίους κυματισμούς στον χωροχρόνο, τώρα φαίνεται να ήταν τσαμπουκά στα μάτια των αστρονόμων.

Τον Μάρτιο, οι θεατές του ουρανού που χρησιμοποιούν ένα τηλεσκόπιο στο Νότιο Πόλο που ονομάζεται BICEP2, πραγματοποίησαν μια συνέντευξη Τύπου ανακοινώνοντας ότι είχαν δει μπούκλες στην εναπομείνασα λάμψη από τη Μεγάλη Έκρηξη. Οι στροβιλισμοί, είπαν, ήταν τα αποτυπώματα των βαρυτικών κυμάτων που παράγονται σχεδόν 14 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Αυτοί οι στροβιλισμοί θα ενίσχυαν την ιδέα ότι ο βρεφικός κόσμος επεκτάθηκε ταχύτερα από την ταχύτητα του φωτός κατά τη διάρκεια μιας σύντομης ανάπτυξης που ονομάζεται πληθωρισμός.

Οι ερευνητές αναγνώρισαν ότι άλλα τηλεσκόπια θα έπρεπε να επαληθεύσουν το σήμα για να είναι αξιόπιστο, αλλά τα νέα χαιρετίστηκαν με αγαλλίαση, έσκασαν φελλούς και κουβέντα για βραβεία Νόμπελ. Αυτή η ζαλάδα (μαζί με κάποια προσοχή ότι το έργο χρειαζόταν επιβεβαίωση) φάνηκε σε μια συλλογή αποσπασμάτων που συγκέντρωσε ο Ναυτίλος την ημέρα μετά την ανακοίνωση του αποτελέσματος σε συνέντευξη Τύπου του Χάρβαρντ στις 17 Μαρτίου. Εάν επιβεβαιωθεί, οι επιστήμονες δήλωσαν ότι το εύρημα θα «κατέβει ως μία από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις στην ιστορία της επιστήμης» και θα ήταν «μεγαλύτερο από το [να ανάψει] το μποζόνιο Χιγκς».

Τι διαφορά κάνουν οι έξι μήνες. Λίγο μετά την ανακοίνωση, αρκετές ομάδες επεσήμαναν ότι η σκόνη στον δικό μας γαλαξία θα μπορούσε να δημιουργήσει καμπύλες όπως αυτές που παρατηρήθηκαν από το BICEP2, θέτοντας σε αμφιβολία την ερμηνεία των βαρυτικών κυμάτων. Τώρα, οι παρατηρήσεις που έγιναν από τον δορυφόρο Planck της Ευρώπης επιβεβαίωσαν αυτή την πιθανότητα, υποδηλώνοντας ότι τουλάχιστον ένα μέρος —και ίσως όλο— από το σήμα curlicue προκαλείται από τη σκόνη.

Γιατί ο Planck ήταν σε θέση να ερευνήσει τη σκόνη του γαλαξία και το BICEP2 όχι; Οφείλεται στο γεγονός ότι οι μπούκλες που παράγονται από τη σκόνη φωτίζονται «πιο δραματικά» σε υψηλότερες συχνότητες ακτινοβολίας από αυτές των βαρυτικών κυμάτων, εξηγεί η Natalie Wolchover στο Quanta. Επομένως, απαιτείται μια αποστολή που μετρά τον ουρανό σε μια σειρά συχνοτήτων, όπως έκανε ο Planck από το 2009 έως το 2013, για να εκτιμηθεί με μεγαλύτερη ακρίβεια η ποσότητα της σκόνης στον γαλαξία. Το BICEP2, αντίθετα, μέτρησε μόνο ένα. "Με μία μόνο συχνότητα, δεν μπορείτε να είστε σίγουροι τι προκαλεί αυτό το σήμα", λέει ο φυσικός του Πρίνστον, Paul Steinhardt, το θέμα του βίντεο Ingenious Q&A αυτού του τεύχους.

Η ιστορία δεν έχει ακόμη τελειώσει, αφού ο Planck και το BICEP2 προσπαθούν τώρα να συγχωνεύσουν τις παρατηρήσεις τους για να πάρουν μια ακόμη καλύτερη διαχείριση σχετικά με το πόση σκόνη βρίσκεται στο κομμάτι του ουρανού του BICEP2. Ωστόσο, κρίνοντας από τις αντιδράσεις των ειδικών που αναφέρονται παρακάτω, τα αρχικά κύματα ενθουσιασμού για το αποτέλεσμα έχουν καταρρεύσει, αφήνοντας πίσω μόνο μια αμυδρή ελπίδα ότι όχι όλα του σήματος curlicue είναι από σκόνη.

πληθωρισμός Πληθωρισμός:

Δυστυχώς τώρα δεν φαίνεται ότι υπάρχει ρεαλιστική πιθανότητα ότι αυτό που ανέφερε το BICEP2 ήταν κάτι περισσότερο από μια πολύ ακριβή μέτρηση της σκόνης.
—Ο Sesh Nadathur στο ιστολόγιό του Blank On The Map

Η ανάλυση BICEP έδωσε έναν βαθμό εμπιστοσύνης που νομίζω ότι οι άνθρωποι συμφωνούν ότι βασίστηκε σε μια υπεραισιόδοξη εκτίμηση για το τι θα μπορούσε να ήταν η σκόνη και όχι σε δεδομένα.
—Μέλος της ομάδας Planck Jo Dunkley στο New Scientist

Δεν μπορούμε να αποκλείσουμε ότι το σύνολο του σήματος μας προέρχεται από σκόνη.
—Μέλος της ομάδας BICEP2 Brian Keating στο Quanta περιοδικό

Θα έπρεπε να ήταν πολύ πιο προσεκτικοί στην αρχική τους παρουσίαση. Δεν θα έπρεπε να έχουν ισχυριστεί ότι μετρούν έναν αρχέγονο τρόπο λειτουργίας Β επειδή η αβεβαιότητα [στην ποσότητα της σκόνης] είναι και ήταν απλώς πολύ μεγάλη.
—Lyman Page in Quanta

Το BICEP2 παρατήρησε πράγματι το σήμα που είπαν ότι παρατήρησε. αλλά τα έξυπνα χρήματα αυτή τη στιγμή στοιχηματίζουν ότι το σήμα δεν προήλθε από το πρώιμο σύμπαν.
—Ο Σον Κάρολ στο ιστολόγιό του Παράλογος Σύμπαν

Δεν αφήνει πολλά περιθώρια κουνήματος…και φαίνεται ξεκάθαρο ότι τουλάχιστον το μεγαλύτερο μέρος του σήματος προκαλείται από τη σκόνη.
—Raphael Flauger στους New York Times

Ο Γαλαξίας μας είναι ένα μάλλον βρώμικο μέρος για να ζεις. Ακόμα και τα παράθυρα είναι βρώμικα.
—Ο Peter Coles στο blog του In the Dark

Σίγουρα κάτι εντόπισαν. Η σημασία αυτού εξαρτάται από την ερμηνεία. Αν είναι σκόνη, δεν έχει καμία απολύτως κοσμολογική σημασία.
—Avi Loeb σε Quanta

Μοιάζει με σκόνη. Κρίμα - τα βαρυτικά κύματα θα ήταν πολύ πιο συναρπαστικά.
—Ο Ντέιβιντ Σπέργκελ στην Washington Post

Ηλεκτρομαγνητικές Ακτίνες Ελπίδας:

Αυτό που μπορείτε να πείτε με βεβαιότητα είναι ότι η αρχική ανάλυση ήταν ανεπαρκής για να πει ότι το σήμα είναι πραγματικά εκεί. Δεν σημαίνει σίγουρα ότι δεν έχουν δει τίποτα.
—Ο Andrew Pontzen στο The Guardian

Το συμπέρασμα είναι πραγματικά ότι πρέπει να αναλύσουμε τα δεδομένα μαζί—BICEP και Planck—για να πάρουμε το σωστό κοσμολογικό [έναντι] γαλαξιακό σήμα [σκόνης]. Είναι πραγματικά πολύ νωρίς για να πούμε.
—Μέλος της ομάδας Planck Cécile Renault στο BBC News

Δεν πρόκειται να πω, "Διάολε, υπάρχει ένα κοσμολογικό σήμα εκεί." Ούτε θα πω ότι δεν υπάρχει.
—Μέλος της ομάδας BICEP2 Clement Pryke στο Science

Αυτά είναι καλά νέα και κακά νέα για την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων. Τα καλά νέα είναι ότι υπάρχουν περιοχές του ουρανού με χαμηλό σήμα πόλωσης σκόνης. Τα κακά νέα είναι ότι το BICEP2 δεν εξέτασε μία από αυτές τις περιοχές.
—Ο Ντέιβιντ Σπέργκελ στην Washington Post

Μπορώ να υποσχεθώ ότι προσεγγίζουμε την ανάλυση με μια εντελώς αμερόληπτη στάση. Είμαστε τόσο πρόθυμοι όσο όλοι οι άλλοι να δούμε τις αβεβαιότητες να μειώνονται εδώ, όποια κι αν είναι η τελική απάντηση.
—Ο αρχηγός της ομάδας BICEP2 John Kovac στο Quanta

Το Planck και το BICEP2 έχουν διαφορετικά πλεονεκτήματα και αδυναμίες και μια κοινή ανάλυση θα ωφεληθεί από σημαντική συμπληρωματικότητα… Μεταξύ τους μπορεί να είναι σε θέση να εντοπίσουν μια υπερβολική πηγή πόλωσης πάνω και πάνω από το προσκήνιο , επομένως δεν είναι αδύνατο να απομονωθεί μια συνιστώσα του βαρυτικού κύματος. Αυτή θα είναι μια δύσκολη δουλειά, ωστόσο, και δεν υπάρχει σε καμία περίπτωση καμία εγγύηση ότι θα λειτουργήσει.
—Ο Peter Coles στο blog του In the Dark

Το BICEP2 επικύρωσε ολόκληρη την πειραματική μας προσέγγιση. Τώρα έχουμε δέκτες που λειτουργούν με διαφορετική συχνότητα που είναι πολύ λιγότερο ευαίσθητη στην εκπομπή σκόνης. Αναπτύσσουμε το BICEP3, το οποίο θα βελτιώσει περαιτέρω την ευαισθησία σε αυτό το κανάλι. Οπότε βασικά, αν το αποτέλεσμα BICEP2 δεν αποδειχτεί τελικά γκραν σλαμ, συνεχίζουμε να παίζουμε με τις βάσεις φορτωμένες.
—Μέλος της ομάδας BICEP2 Chao-Lin Kuo στην The Washington Post

Είναι εκπληκτικό ότι μια ακριβής μέτρηση του Κόσμου μπορεί να γίνει, να συζητηθεί πλήρως και να διαψευσθεί από μια άλλη μέτρηση σε τόσο σύντομο χρονικό διάστημα. Είναι απόδειξη για ένα υγιές χωράφι.
—Λάιμαν Πέιτζ στους New York Times

Η Maggie McKee είναι ανεξάρτητη επιστημονική συγγραφέας στη Βοστώνη.