Seit dem Tag, an dem die ersten Daten der Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) im Jahr 2003 veröffentlicht wurden, wurden alle Arten von Anomalien des kosmischen Mikrowellenhintergrunds (CMB) gemeldet. Es gab den kalten Punkt, der ein Fenster in ein Paralleluniversum sein könnte, die „Achse des Bösen“, Pfotenabdrücke von lokalem interstellarem neutralem Wasserstoff und vieles mehr.
Aber machen Sie die WMAP-Daten wirklich, wirklich, absolut Hinweise auf Anomalien enthalten, Dinge, die einfach nicht in die sechs Parameter und ein Modell passen, über die das WMAP-Team kürzlich berichtet hat?
Mit einem Wort, nein.
Seit 2003 hat das WMAP-Wissenschaftsteam alle zwei Jahre eine Reihe von Artikeln über ihre Analysen der kumulierten Daten und ihre Ergebnisse veröffentlicht (die Mission soll später in diesem Jahr enden, ihr nächster Satz wird leider der letzte sein). Mit der Zeit und Erfahrung - ganz zu schweigen von den Beiträgen Tausender anderer Forscher, die die Daten ausgewählt haben - hat das Team nicht nur viel mehr Daten gesammelt, sondern auch verstanden, wie WMAP weitaus besser funktioniert. Infolgedessen sind nicht nur die veröffentlichten Ergebnisse - wie etwa die Begrenzung der Natur der Dunklen Energie und die Anzahl der verschiedenen Arten von Neutrinos - strenger und robuster, sondern das Team ist auch sehr stark geworden au fait mit den verschiedenen gemeldeten Anomalien.
Zum ersten Mal hat das Team diese Anomalien eingehend untersucht und ist zu dem Schluss gekommen, dass die Antwort auf die Frage in ihren Worten lautet: „Gibt es mögliche Abweichungen von? CDM im Kontext der zulässigen Parameterbereiche der vorhandenen WMAP-Beobachtungen? ? " ist "nein".
Die vom Team untersuchten gemeldeten Anomalien sind vielfältig - zwei auffällige kalte Stellen, Stärke des Quadrupols, Mangel an CMB-Leistung im großen Winkelmaßstab, Ausrichtung der Quadrupol- und Oktupolkomponenten, Hemisphären- oder Dipolleistungsasymmetrie, um nur einige zu nennen -, aber nur die Gründe denn die offensichtlichen Anomalien sind gering.
„Menschliche Augen und Gehirne sind hervorragend in der Erkennung visueller Muster, aber schlecht in der Beurteilung von Wahrscheinlichkeiten. Merkmale, die in den WMAP-Karten zu sehen sind, wie der große Cold Spot I in der Nähe des galaktischen Zentrums, können als ungewöhnlich herausstechen. Die Wahrscheinlichkeit solcher Merkmale kann jedoch nicht durch visuelle Inspektion unserer besonderen Verwirklichung des Universums erkannt werden “, schreiben sie, und„ Monte-Carlo-Simulationen sind eine unschätzbare Möglichkeit, die erwarteten Abweichungen innerhalb des CDM-Modells zu bestimmen. Behauptungen von Anomalien ohne Monte-Carlo-Simulationen sind notwendigerweise schwache Behauptungen. “
Ein amüsantes Beispiel: Stephen Hawkings Initialen ("SH") sind auf der WMAP-Himmelskarte deutlich zu sehen. "Das" S "und" H "haben ungefähr die gleiche Schriftgröße und den gleichen Stil, und beide Buchstaben sind sauber entlang einer Linie mit festem galaktischem Breitengrad ausgerichtet", sagt das Team. „Eine Berechnung würde zeigen, dass die Wahrscheinlichkeit dieses besonderen Auftretens verschwindend gering ist. Trotz dieses Ereignisses mit außerordentlich geringer Wahrscheinlichkeit gibt es keinen Grund, für eine nicht standardmäßige Kosmologie zu sorgen “, stellen sie trocken fest.
Viele der Berichte über WMAP-CMB-Anomalien würden wahrscheinlich zu gutem Unterrichtsmaterial führen, da sie die vielen Fallen gut veranschaulichen, in die Sie so leicht geraten können, wenn Sie nachträglich vorgehen (A posteriori) Statistische Analysen. Oder, wie das Team es in Bezug auf die Stephen Hawking-Initialen ausdrückt: „Es ist klar, dass die kombinierte Auswahl der Suche nach Initialen, dieser speziellen Initialen sowie deren Ausrichtung und Position alle sind A posteriori Entscheidungen. Für einen umfangreichen Datensatz gibt es, wie bei WMAP, viele Daten und viele Möglichkeiten, die Daten zu analysieren. “
Und was passiert, wenn Sie viele Daten haben? Ereignisse mit geringer Wahrscheinlichkeit treten garantiert auf! „Zum Beispiel ist es nicht unerwartet, eine 2 zu finden? Funktion bei der Analyse eines umfangreichen Datensatzes auf verschiedene Arten. Um jedoch zu beurteilen, ob eine bestimmte 2? Feature ist interessant, man ist oft versucht, es einzugrenzen, um sein Verhalten zu isolieren. Dieser Prozess beinhaltet A posteriori Entscheidungen, die die offensichtliche Bedeutung des Merkmals verstärken. “
Kommt das Team zu dem Schluss, dass all diese Anomaliejagd eine Verschwendung von Mühe ist? Absolut nicht! Ich zitiere aus der eigenen Schlussfolgerung des Teams: „Die Suche nach Kuriositäten in den Daten ist für das Testen des Modells von wesentlicher Bedeutung. Der Erfolg des Modells macht diese Suche noch wichtiger. Eine Erkennung von hoch signifikanten A posteriori Feature könnte eine ernsthafte Herausforderung für das Modell werden. Die weniger wichtigen Merkmale, die in diesem Papier erörtert wurden, waren die Motivation, alternative Modelle in Betracht zu ziehen und neue Analysen von WMAP- (und bald auch Planck-) Daten zu entwickeln. Die Kuriositäten haben vorgeschlagene neue Beobachtungen ausgelöst, die die Modelle weiter testen können. Es ist oft schwierig, die statistischen Angaben zu bewerten. Es kann durchaus sein, dass eine Kuriosität gefunden werden konnte, die eine neue Theorie motiviert, die dann als Hypothese gegen? CDM getestet werden könnte. Die Daten unterstützen diese Vergleiche. Natürlich müssen auch andere kosmologische Messungen beim Testen neuer Hypothesen eine Rolle spielen. Keine bisher gemeldete CMB-Anomalie hat die wissenschaftliche Gemeinschaft veranlasst, ein neues Standardmodell der Kosmologie zu übernehmen, behauptete jedoch, Anomalien seien verwendet worden, um zum Nachdenken anzuregen und nach verbesserten Theorien zu suchen. “
Hauptquelle: Siebenjährige Wilkinson-Mikrowellenanisotropiesonde (WMAP) Beobachtungen: Gibt es kosmische Mikrowellenhintergrundanomalien? (arXiv: 1001,4758). Die fünf anderen siebenjährigen WMAP-Arbeiten sind: siebenjährige Wilkinson-Mikrowellenanisotropiesonde (WMAP) Beobachtungen: Kosmologische Interpretation (arXiv: 1001.4538), siebenjährige Wilkinson-Mikrowellenanisotropiesonde (WMAP) Beobachtungen: Planeten und himmlische Kalibrierungsquellen (arXiv: 1001.4731), Siebenjährige Beobachtungen der Wilkinson-Mikrowellenanisotropiesonde (WMAP): Himmelskarten, systematische Fehler und grundlegende Ergebnisse (arXiv: 1001.4744), Siebenjährige Beobachtungen der Wilkinson-Mikrowellenanisotropiesonde (WMAP): Leistungsspektren und von WMAP abgeleitete Parameter ( arXiv: 1001.4635) und siebenjährige Wilkinson-Mikrowellenanisotropiesonde (WMAP) Beobachtungen: Galaktische Vordergrundemission (arXiv: 1001.4555). Besuchen Sie auch die offizielle WMAP-Website.
