Siitä päivästä, jolloin ensimmäiset Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) -tiedot julkaistiin, vuonna 2003 on raportoitu kaikenlaisia kosmisen mikroaaltotaustan (CMB) poikkeavuuksia; on ollut kylmä paikka, joka saattaa olla ikkuna rinnakkaisuniversumiin , 'pahan akseli' , paikallisen tähtienvälisen neutraalin vedyn tassunjäljet , ja paljon, paljon muuta.
Mutta tee WMAP-tiedottodella, todella, ehdottomastisisältää todisteita poikkeavuuksista, asioista, jotka eivät vain mahdu kuuden parametrin ja mallin sisään WMAP-tiimi raportoi äskettäin ?
Sanalla sanoen ei.
Seven Year Microwave Sky (Kiitos: NASA/WMAP Science Team)
Joka toinen vuosi vuodesta 2003 lähtien WMAP-tiederyhmä on julkaisi joukon papereita kumulatiivisten tietojen analyyseihin ja havaintoihinsa (kun matka päättyy myöhemmin tänä vuonna, heidän seuraava sarjansa on valitettavasti heidän viimeinen). Ajan ja kokemuksen myötä – puhumattakaan tuhansien muiden dataa poimineiden tutkijoiden tuloksista – tiimi ei ole vain kerännyt paljon enemmän tietoa, vaan on myös oppinut ymmärtämään, kuinka WMAP toimii paljon paremmin. Tämän seurauksena julkaistut tulokset – kuten pimeän energian luonteen rajat ja erilaisten neutriinojen määrä – eivät ole vain tiukempia ja vankempia, vaan tiimistä on myös tullut erittäinmuutenerilaisten raportoitujen poikkeavuuksien kanssa.
Ensimmäistä kertaa ryhmä on tutkinut näitä poikkeavuuksia yksityiskohtaisesti ja tullut siihen tulokseen, että vastaus kysymykseen heidän sanoin: 'Onko olemassa mahdollisia poikkeamia CDM:stä olemassa olevien WMAP-havaintojen sallittujen parametrialueiden puitteissa. ?” on ei'.
Ryhmän tutkimia raportoituja poikkeavuuksia on monia – kaksi näkyvää kylmäpistettä, kvadrupolin vahvuus, suuren kulmamittakaavan CMB-tehon puute, kvadrupoli- ja oktupolikomponenttien kohdistus, puolipallon tai dipolin tehon epäsymmetria, vain kourallinen mainitakseni – mutta syyt sillä ilmeisiä poikkeavuuksia on vähän.
'Ihmisen silmät ja aivot ovat erinomaisia havaitsemaan visuaalisia malleja, mutta huonoja arvioimaan todennäköisyyksiä. WMAP-kartoissa näkyvät ominaisuudet, kuten suuri Cold Spot I lähellä galaktista keskusta-aluetta, voivat erottua epätavallisina. Tällaisten piirteiden todennäköisyyttä ei kuitenkaan voida havaita tarkastelemalla silmämääräisesti erityistä universumin toteutumistamme', he kirjoittavat, ja 'Monte Carlo -simulaatiot ovat korvaamaton tapa määrittää odotettavissa olevat poikkeamat CDM-mallissa. Väitteet poikkeavuuksista ilman Monte Carlo -simulaatioita ovat välttämättä heikkoja väitteitä.
Stephen Hawkingin nimikirjaimet CMB:ssä (Kiitos: NASA/WMAP Science Team)
Hauska esimerkki: Stephen Hawkingin nimikirjaimet ('SH') näkyvät selvästi WMAP-taivaskartassa. ''S' ja 'H' ovat suunnilleen samalla kirjasinkoolla ja -tyylillä, ja molemmat kirjaimet on kohdistettu siististi kiinteän galaktisen leveysasteen linjaa pitkin', tiimi sanoo. ”Laskelma osoittaisi, että tämän tapahtuman todennäköisyys on häviävän pieni. Epästandardista kosmologiaa ei kuitenkaan voida perustella tästä poikkeuksellisen alhaisen todennäköisyyden tapahtumasta huolimatta”, he huomauttavat kuivasti.
Monet WMAP CMB:n poikkeavuuksia koskevista raporteista olisivat todennäköisesti hyvää opetusmateriaalia, koska ne kuvaavat hyvin monia ansoja, joihin voit niin helposti pudota tehdessäsi jälkikäteen (jälkikäteen) Tilastolliset analyysit. Tai kuten ryhmä sanoo Stephen Hawkingin nimikirjaimista: 'On selvää, että nimikirjainten etsimisen yhdistetty valinta, nämä nimenomaiset nimikirjaimet ja niiden kohdistus ja sijainti ovat kaikkijälkikäteenvalintoja. Rikkaalle tietojoukolle, kuten WMAP:n tapauksessa, on paljon tietoa ja monia tapoja analysoida tietoja.'
Ja mitä tapahtuu, kun sinulla on paljon dataa? Pienen todennäköisyyden tapahtumien toteutuminen on taattu! 'Ei esimerkiksi ole odottamatonta löytää 2? ominaisuus analysoitaessa rikasta tietojoukkoa useilla eri tavoilla. Kuitenkin arvioida, onko erityisesti 2? ominaisuus on mielenkiintoinen, on usein houkutus kaventaa sitä eristääkseen sen käyttäytymisen. Siihen prosessiin kuuluujälkikäteenvalintoja, jotka vahvistavat ominaisuuden näennäistä merkitystä.'
Päätteleeko tiimi siis, että kaikki tämä poikkeamien metsästys on ponnistelujen hukkaa? Ehdottomasti ei! Lainaan tiimin omaa johtopäätöstä: ”Omituisuuksien etsiminen tiedoista on välttämätöntä mallin testaamiseksi. Mallin menestys tekee näistä hauista entistä tärkeämpiä. Minkä tahansa erittäin merkittävän havaitseminenjälkikäteenominaisuudesta voi tulla vakava haaste mallille. Tässä artikkelissa käsitellyt vähemmän merkittävät ominaisuudet antoivat motivaation harkita vaihtoehtoisia malleja ja kehittää uutta WMAP- (ja pian Planck-)-data-analyysiä. Oudot ovat käynnistäneet ehdotettuja uusia havaintoja, jotka voivat testata malleja edelleen. Usein on vaikea arvioida tilastollisia väitteitä. Saattaa hyvinkin olla, että löydettiin omituisuus, joka motivoi uutta teoriaa, jota sitten voitaisiin testata hypoteesina CDM:ää vastaan. Tiedot tukevat näitä vertailuja. Tietysti myös muilla kosmologisilla mittauksilla on oltava rooli uusien hypoteesien testaamisessa. Mikään tähän mennessä raportoitu CMB-poikkeama ei ole saanut tiedeyhteisöä omaksumaan uutta kosmologian standardimallia, mutta väitettyjä poikkeavuuksia on käytetty ajattelun herättämiseen ja parempien teorioiden etsimiseen.
Ensisijainen lähde: Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Havainnot: Onko olemassa kosmisia mikroaaltojen taustapoikkeamia? ( arXiv: 1001.4758 ). Viisi muuta seitsemän vuoden WMAP-paperia ovat: Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Havainnot: Kosmologinen tulkinta ( arXiv: 1001.4538 ), Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) -havainnot: Planeetat ja taivaalliset kalibrointilähteet ( arXiv: 1001.4731 ), Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) -havainnot: Sky Maps, Systemaattiset virheet ja perustulokset ( arXiv: 1001.4744 ), Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) -havainnot: tehospektrit ja WMAP-johdannaiset parametrit ( arXiv: 1001.4635 ) ja Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) havainnot: Galactic Foreground Emission ( arXiv: 1001.4555 ). Tarkista myös virallinen WMAP-verkkosivusto .