Объявлены космологические результаты «Планка»

Они замечательные, но сливки уже съел WMAP

Рис. 1. Карта неоднородностей реликтового излучения.
Рис. 1. Карта неоднородностей реликтового излучения.
Со страницы http://spaceinimages.esa.int/Images/
2013/03/Planck_CMB

Недавно в ТрВ-Наука была опубликована статья про заключительные результаты миссии NASA, WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) по измерению реликтового излучения ранней Вселенной (см. [1]). Этот эксперимент без преувеличений сделал эпоху: космология превратилась в «прецизионную космологию». На днях, 21 марта, произошло еще одно событие, которого долго ждали: объявлены космологические результаты миссии ESA «Планк» (Planck) — более современного и чувствительного микроволнового космического телескопа [2].

Европейский «Планк» был запущен в мае 2009 года, совершил плановый обзор неба к ноябрю 2010 года. Миссия была продолжена до исчерпания жидкого гелия, охлаждающего детекторы. Гелий-3, охлаждающий высокочастотный приемник, закончился в январе 2012 года, а гелий-4, охлаждающий низкочастотный инструмент, должен закончиться в ближайшее время. Инструмент превосходит американский WMAP, запущенный в 2001 году, лучшим угловым разрешением, более высокой чувствительностью, более широким диапазоном частот. Естественно, исследователи с большим интересом ждали объявления космологических результатов «Планка». Астрофизические результаты уже были опубликованы, и там была масса интересных вещей, например гигантские перемычки горячего газа, соединяющие скопления галактик. Главный космологический релиз результатов был заранее объявлен на 21 марта. И вот он у нас перед глазами.

Рис. 2. спектр разложения карты (рис. 1) по угловым гармоникам.
Рис. 2. спектр разложения карты (рис. 1) по угловым гармоникам. Пики спектра — акустические (сахаровские) осцилляции, природа которых описана в [1] и [3]). сплошная кривая на верхней панели — результат подгонки спектра стандартной космологической моделью, см. [1]. Нижняя панель — остаточный спектр (residuals) после вычитания подгоночной кривой. из Е-ПРИНТА arXiv 1303.5076

Качество данных действительно великолепное. Карта реликтового излучения (рис. 1) заметно четче, чем у WMAP. Разложение этой карты по угловым гармоникам (рис. 2) идет гораздо дальше — в более высокие мультиполи, до l = 2500, тогда как аналогичная кривая WMAP тянулась только до l = 1000. Кривая «Планка» перекрывает совместную картинку WMAP и наземных микроволновых телескопов — это важно, так как гарантирует однородность данных. Спектр угловых гармоник прекрасно подгоняется стандартной космологической моделью Вселенной (примерно так, как подгонялись данные WMAP, см. [1]).

Итак, прецизионная (высокоточная) космология стала еще более прецизионной, однако, по большому счету, пока ничего принципиально нового в итогах работы «Планка» нет. Интервалы ошибок нескольких важных величин, полученных подгонкой данных WMAP и «Планка», показаны на рис. 3. Чуть меньше темной энергии (см. рис. 3), чуть больше темной материи (26% содержимого Вселенной вместо 24%, по последним данным WMAP), причем разница лишь немного выходит за пределы статистической ошибки 1 сигма. Они даны в двух вариантах: если брать только данные миссии и если дополнить их данными других наблюдений, в том числе касающихся современной Вселенной (они обозначены как WMAP + и Планк +).

Вопреки прозвучавшим в ряде СМИ заявлениям, возраст Вселенной не «повышен» относительно результата WMAP, а лишь уточнен — 13,8 миллиардов лет плюс-минус 30 миллионов.

Что существенно для физиков — снижена оценка эффективного числа типов «нейтрино». Слово «нейтрино» взято в кавычки потому, что любая легкая слабовзаимодействующая частица подошла бы на эту роль. Раньше число типов нейтрино тяготело к четырем, теперь — к трем, которые уже известны. Искать четвертую легкую, слабовзаимодействующую частицу нет резона. Почти вдвое уменьшен верхний предел на сумму масс трех типов нейтрино: если привлечь все силы, то натягивается предел 0,24 эВ.

Рис. 3. Cравнение результатов WMAP и «Планка» по некоторым космологическим параметрам.
Рис. 3. Cравнение результатов WMAP и «Планка» по некоторым космологическим параметрам. Интервалы соответствуют ошибке 1 сигма. WMAP + и Планк + — результаты с привлечением данных других экспериментов и наблюдений. Подготовлен автором статьи

Хорошо и важно то, что «Планк» подтверждает результат WMAP по наклону спектра первичных возмущений плотности Вселенной. Показатель наклона спектра отличается от плоского на 0,04 как по данным WMAP +, так и по результатам Планк +, но «Планк» поднял статистическую значимость этого отклонения до 6 сигма. Важность результата заключается в том, что он относится к самому акту сотворения Вселенной — космологической инфляции и подтверждает, что это, скорее всего, была именно она, и кое-что говорит о ее конкретном варианте.

Отсутствие сенсаций в релизе «Планка» пытаются возместить заявлениями об аномалиях в данных. Холодное (синее) пятно снизу справа на рис. 1 холоднее, чем надо, и спектр гармоник в интервале мультиполей 20−30 (рис.2) идет ниже, чем надо. Эти страшилки об аномалиях Вселенной (там есть еще «ось зла») с радостью подхватывают журналисты. На самом деле, все эти «аномалии» имеют маргинальную статистическую значимость, а в любом большом массиве данных всегда найдутся маргинально значимые отклонения.

Но это еще не всё. Обработаны данные только за 2/5 срока работы «Планка». Точность еще вырастет, и, возможно, появится что-то действительно новое. Самое выдающееся, что могло бы появиться — указание на реликтовые гравитационные волны в карте поляризации реликтового излучения. Правда, надежда на это не велика.

Борис Штерн

  1. http://trv-science.ru/2013/02/12/wmap-triumf-devyatiletnejj-sluzhby/
  2. http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=51 551
  3. http://trv-science.ru/2011/07/19/masshtabnaya-linejka-vselennoj/

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Связанные статьи

avatar
8 Цепочка комментария
4 Ответы по цепочке
2 Подписки
 
Популярнейший комментарий
Цепочка актуального комментария
7 Авторы комментариев
adminЧасть-той-силыА.КоломенскийЧасть-Той-СилыМаксим Борисов Авторы недавних комментариев
  Подписаться  
Уведомление о
trackback
Лучшая газета про науку отмечает пять лет | Эврика! Журнал

[…] СПбГУ — стр. 14 Вселенной — 13,8 млрд лет. Борис Штерн — о сенсациях и «сенсациях» в релизе «Планка» — стр. 15 Создатели мейнстрима. О премии […]

Александр
Александр

Пожалуйста, объясните неспециалисту вот какую вещь.
Закроем ладошкой нижнию половинку карты. Верхняя половинка представлят собой весьма однородную картинку. На ней нет никаких крупных неоднородностей, синее и красное (горячее и холодное) распределено очень однороднм образом.
Теперь закроем ладошкой верхнюю полусферу. Видим совершенно противоположную по характеру картинку: наблюдаются четыре вытянутых синих области. Вытянуты они от «экватора» к «южному полюсу» и расположены практически эквидистантно. Они, конечно, несколько размыты и неэквивалентны по размеру, но, все равно, их достаточно легко различить.
В чем причина этого эффекта?

Владимир З
Владимир З

Что-то этот фон, напоминает то «волшебное зеркальце», то «священный Грааль», смотришь и кроме инфляции ничего не видишь. Особенно, если никаких других данных по ранней Вселенной пока нет. Хоть с числом нейтрино разобрались. А то носимся как с Теорией Струн, пока не сказали громко, что всё это просто математическая игра, имеющая ничего общего с реальностью. Нельзя, конечно, говорить, что бесполезная. А может всё было проще — есть бесконечная область предельно конденсированной Материи, вполне себе гомогенная, так как Время её существования бесконечно. От неё отделилась Ранняя Вселенная, со всеми наблюдаемыми в позднем фоне звуковыми волнами и т. д. и т. п. Поэтому, будут детальные данные по глюонной плазме, гравитационным волнам, нейтринной астрономии — будет реальная теория Мироздания, а сейчас, что прошлый «эфир»,… Подробнее »

А.Коломенский
А.Коломенский

Господа! Автор статьи, г-н Б. Штерн пишет: «…Итак, прецизионная (высокоточная) космология стала еще более прецизионной, однако, по большому счету, пока ничего принципиально нового в итогах работы «Планка» нет! (конец цитаты). Но это, мягко говоря, неправда, и этому моему «неправда» есть подтверждение от автора на приведённой ниже ссылке: 2. http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=51 551 Вот несколько отрывков из первоисточника (в нелучшем переводе с Гугела, но всё же можно понять, что речь идёт ни много, ни мало, а о самой настоящей сенсации, что была получена Планком. Вот перевод: «…Планка данных обращают наше внимание на эти аномалии, которые сейчас важнее, чем когда-либо: с данными такого качества, мы больше не можем пренебрегать ими просто как артефакты и мы должны искать объяснения, «комментирует Паоло Натоли из университета Феррара, Италия. «аномалии означают, что… Подробнее »

Александр
Александр

И все-таки, найдется хоть кто-то, кто сможет ответить на мой вопрос о разнице между «северным"и «южным» полушариями?

Ветер-с-гор
Ветер-с-гор

…а тема-то оказалась… не интересной… или??? Что случилось, что нет разговора? Вот что значит изгнать из форума раз и навсегда неугодных маргиналов и альтернативщиков! А, представляете, какой рай для жрецов и их обслуги наступит через пару десятилетий, когда будет удушено малейшее инакомыслие в науке! Вот уж тогда действительно осуществится голубая мечта теоретиков, придумавших закон бытия: реальность такая, какова господствующая на сегодня теория! Третий Рейх отдыхает!

Максим Борисов
Редактор
Максим Борисов

Тема интересная. А не интересны нам, извините, Ваши комментарии. Как я уже говорил, редакция не предоставляет своих страниц для пропаганды псевдонауки. У нас не находится желающих всё это читать, беседовать и модерировать. Я лично тоже не вижу в этом совершенно никакого смысла.

Часть-той-силы
Часть-той-силы

Максим, буду вам премного благодарен, если вы дадите точное и корректное определение понятию «псевдонаука». Далее, как вы относитесь к известному высказыванию, кажется, Нильс Бор, что дело не в том, верна ли новая теория, а в том, что достаточно ли она безумна, чтобы быть верной? Как вы относитесь к таким явно лженаучным и бредовым одновременно теориям, как теория Большого Взрыва, гипотеза инфляции, сказание о неуловимых сущностях Тёмной энергии и Тёмной материи, которые почему-то находят только в самых отдалённых закоулках Вселенной, а рядом, под носом найти никак не могут? Хотите, я продолжу список лженаук? Думаю, вы и сам моли бы это сделать!

admin
Редактор
admin

Сейчас нет времени отвечать, да и неинтересно в общем вести пустые споры. В любом случае вот тут типичный признак фриковских наездов — «неверие» в Большой взрыв и т. д. Научные теории и гипотезы не обязаны быть верными на 100% и могут быть со временем пересмотрены, но отрицание того, что принято в настоящее время научным сообществом в качестве стандартной теории, — явный признак фричества. Обычно все эти разглагольствования с сайта стираются или просто не появляются (некому их разрешать, ни коллеги, ни я не обязаны это делать). Так что это разъяснение — исключение, а дальше просто без разговоров останется в спаме, как и у прочих лженаучных энтузиастов. Ищите другие «рыбные» места.

Часть-той-силы
Часть-той-силы

Вашим ответом не удовлетворён! Тут типичный признак фриковского синдрома! В неестественность Большого Взрыва не верю не только я, но и множество честных учёных планеты и игнорировать это недопустимо! У вас «.Сейчас нет времени отвечать, да и неинтересно в общем вести пустые споры»…Как это нет времени, если споры — есть движущая сила науки и прогресса! Орда темных сущностей, выпущенная лжеучёными и альтернативщиками от живой науки-физики, по вашему, это — не явный признак фричества, а вот подвергнуть их сомнению — ересь! Да сам Эйнштейн и его последователи не моргнув бровью абсолютно в ручном режиме тасовали как хотели всю классическую физику с ног-на-голову и обратно! То вводили лямбда-члены, то от них отказывались, называя самой большой ляпой в истории науки, а потом… снов их реанимировали! Гений написал теорию гравитации — ОТО, а что бы приостановить стягивание материи в точку под действием… Подробнее »

Часть-Той-Силы
Часть-Той-Силы

Максим, полностью разделяю ваше мнение о что «Тема интересная. А не интересны нам комментарии» таких псевдоучёных, как «Ветер-с-гор» и его приспешники! А потому приведу только сугубо научные высказывания настоящего, а не псевдоучёного А. Берёзина, изложенные им в небольшом обзоре «ВСЕЛЕННАЯ НЕ ТАКОВА, КАКОЙ ЕЁ ДОЛГО ПРЕДСТАВЛЯЛА КОСМОЛОГИЯ!» от 21 марта 2013 года. В приамбуле статьи сказано: «Новые данные „Планка“ не только слегка корректируют возраст и состав Вселенной, но и указывают на отсутствие одинаковости её физических свойств во всех направлениях». Предлагаю статью полностью, т.к. она не большая, но мысли в ней как раз по нашей теме, а главное, принадлежат уважаемым коллегам из Кембриджского университета, что исключает полностью и хамскость и рекламу. И так: «Георге Ефстафиу (George Efstathiou) из Кембриджского университета (Великобритания) от лица группы учёных, работающих с космическим телескопом «Планк», объявил итоги общего «картографирования… Подробнее »

А.Коломенский
А.Коломенский

М-д-а-а! Народ такие новости и проблемы не колышет! Вот про колбасу бы, про пиво, да про… баб. баб…ну в смысле, — про бабло бы поговорить! А так, кого там волнует сущности типа ТМ и ТЭ!

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: