Kürzlich gab es Gerüchte, dass die BICEP2-Ergebnisse bezüglich der kosmischen Inflationsperiode ungültig sein könnten. Alles begann mit einem Beitrag von Dan Falkowski in seinem Blog Resonaances, in dem er behauptete, der BICEP2 habe einige Daten falsch interpretiert, was ihre Ergebnisse ungültig oder zumindest fragwürdig machte. Die Geschichte wurde dann von Nature's Blog und anderswo aufgegriffen, was einige hitzige Debatten ausgelöst hat.
Also, was ist wirklich los?
Für diejenigen, die sich vielleicht nicht erinnern, ist BICEP2 ein Projekt zur Detektion von polarisiertem Licht im kosmischen Mikrowellenhintergrund (CMB). Insbesondere suchten sie nach einer Art von Polarisation, die als B-Mode-Polarisation bekannt ist. Die Erkennung der B-Mode-Polarisation ist wichtig, da ein Mechanismus dafür die kosmische Inflation im frühen Universum ist, wofür BICEP2 nach eigenen Angaben Beweise hat.
Ein Grund dafür, dass BICEP2 so viel Druck bekam, ist, 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. Sie müssen sich aber auch um andere Quellen sorgen, die wie eine B-Modus-Polarisation aussehen. Wenn Sie sie nicht richtig berücksichtigen, können Sie ein "falsches 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 sicherzustellen, dass die von Ihnen gesammelten Daten wirklich von der CMB stammen, müssen Sie alle im Weg befindlichen Dinge (den Vordergrund) berücksichtigen. Wir haben Möglichkeiten, dies zu tun, aber es ist schwierig. Die große Herausforderung besteht darin, alles zu erklären.
Kurz nach den BICEP2-Ergebnissen stellte ein anderes Team einen Vordergrundeffekt fest, der die BICEP2-Ergebnisse beeinflussen könnte. Es handelt sich um einen Effekt, der als Funkschleifen bekannt ist, bei dem Staubpartikel, die in interstellaren Magnetfeldern eingeschlossen sind, polarisiertes Licht ähnlich der B-Mode-Polarisation emittieren können. Inwieweit dies Auswirkungen haben könnte, ist unklar. Ein anderes Projekt, das mit dem Planck-Satelliten durchgeführt wird, untersucht ebenfalls diesen Vordergrundeffekt und hat einige erste Ergebnisse veröffentlicht (siehe Abbildung), die tatsächlichen Daten jedoch noch nicht veröffentlicht.
Nun hat sich herausgestellt, dass BICEP2 tatsächlich einen Teil dieser Vordergrundpolarisation berücksichtigt hat, teilweise unter Verwendung der Ergebnisse von Planck. Da die Rohdaten jedoch nicht veröffentlicht wurden, verwendete das Team Daten aus einer PDF-Folie mit Planck-Ergebnissen und entwickelte die Planck-Daten im Grunde genommen rückentwickelt. Es wird manchmal als "Daten-Scraping" bezeichnet und ist nicht ideal, funktioniert aber mäßig gut. Nun gibt es einige Debatten darüber, ob diese Folie die reale Vordergrundpolarisation oder eine gemittelte Polarisation darstellt. Wenn es das letztere ist, haben die BICEP2-Ergebnisse möglicherweise den Vordergrundeffekt unterschätzt. Bedeutet dies, dass die BICEP2-Ergebnisse vollständig ungültig sind? Angesichts dessen, was ich bisher gesehen habe, glaube ich nicht, dass dies der Fall ist. Beachten Sie, dass der Planck-Vordergrund einer von mehreren Vordergrundeffekten ist, die BICEP2 berücksichtigt hat. Es könnte ein großer Fehler sein, aber es könnte auch ein eher kleiner Fehler sein.
Das Wichtigste ist, 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 Art der Überprüfung auf die Elfenbeintürme, aber mit Social Media geschieht dies jetzt im Freien. 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 es 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.
