Объявлены космологические результаты «Планка»

Они замечательные, но сливки уже съел

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 , WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) по измерению реликтового излучения ранней Вселенной (см. [1]). Этот 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 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.

  1. http://trv-science.ru/2013/02/12/wmap-triumf-devyatiletnejj-sluzhby/
  2. http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=51551
  3. http://trv-science.ru/2011/07/19/masshtabnaya-linejka-vselennoj/

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

См. также:

Подписаться
Уведомление о
guest
12 Комментария(-ев)
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
trackback

[…] 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
8 года (лет) назад

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
8 года (лет) назад

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», что нынешняя «инфляция»…

А.Коломенский
А.Коломенский
8 года (лет) назад

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=51551 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 что-то может отсутствовать от наших сегодняшних представлений о Вселенной. Нам нужно найти модель, в которой эти своеобразные черты уже не аномалия, но функции предсказано самой модели, «добавляет он. Один из возможных способов объяснить аномалии присутствуют в крупномасштабной структуре реликтового излучения приглашает космологов пересмотреть одной из ее главных предположений стандартной модели — изотропии. Существующие теоретические основы, которая описывает такую вселенную, называется модели Бианки. Если ткань космоса не является изотропным по масштабам настолько велико, что выходит за пределы горизонта «патч» Вселенной, что мы можем получить доступ с наблюдениями, его глобальная геометрия будет довольно сложным: это может заставить пучков лучей света в высоко сложные маршруты, где они будут значительно существу. Как фотоны реликтового излучения путешествовали во Вселенной на протяжении большей части своей истории, они, возможно, испытали этот эффект, в результате аномальной структуры реликтового излучения наблюдается по небу. «Когда мы принимаем во внимание крупномасштабной анизотропии описываемой модели Бьянки в анализе данных Планка, несколько аномалий одновременно приводятся на значительную величину, «объясняет Кшиштоф М. Górski из Лаборатории реактивного движения (JPL), Калифорнийский технологический институт , США.» (конец цитаты). А вот ещё цитата там… Подробнее »

Александр
Александр
8 года (лет) назад

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
8 года (лет) назад

…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
ТрВ
8 года (лет) назад
В ответ на:  Ветер-с-гор

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
7 года (лет) назад
В ответ на:  Максим Борисов

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
admin (@admin)
7 года (лет) назад
В ответ на:  Часть-той-силы

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
7 года (лет) назад
В ответ на:  admin

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 сил гравитации, потом уже придумал некий член, который это стягивание приостановил! Я так понимаю, что этот член был чем-то сродни антигравитации? Не так ли? Но, о Боги, когда выяснилось, что Вселенная не стационарна, а расширяется, отец этого Л-члена от него почему-то так же легко и отрёкся (согласен, гении они и в ошибках гении)! Но…СТОП! Зачем же было член выбрасывать-то если, наоборот, его надо было …усиливать, что бы добавить его расталкивающую силу…что бы обеспечить расширение вселенной! Разве не так, г-н администратор сайта? Дальше — больше! Экспериментаторы нашли, что вселенная расширяется ещё и с ускорением! Паника! Снова теория трещит по швам! Что делать? Придумали! Расталкивание вещества обеспечивает некая новая сила (пятое фундаментальное взаимодействие!), не та, что Энештейн назвал своей чсамой большой ошибкой в жизни, а настоящая антигравитация! Но поскольку её никто никогда так и не увидел, назвали тёмной …энергией! И это — не лженаука? Это – нормально? А потом — пошло-поехало и выпустили на свет целую свору тёмных сущностей: тёплую ТЭ, холодную ТЭ, темную материю,… Подробнее »

Часть-Той-Силы
Часть-Той-Силы
8 года (лет) назад

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 Вселенной», которое было главной задачей телескопа. «Планк» отправился на небеса в мае 2009 года, чтобы просканировать всю небесную сферу в поисках точных данных об интенсивности и особенностях реликтового излучения. Как отмечают авторы работы, полученные данные позволили уточнить значение постоянной Хаббла — скорости расширения Вселенной в данный момент её истории. Теперь она оценивается в 67,15 км/с на мегапарсек. Иными словами, два объекта, разделённые примерно 3,26 млн световых лет, разлетаются, благодаря расширению Вселенной, со скоростью в 67,15 км/с. Напомним: именно постоянная Хаблла в рамках текущей космологической модели позволяет нам вычислить возраст Вселенной; величина, обратная ей, указывает на характерное время расширения Вселенной на текущий момент. После уточнения скорости нынешнего расширения возраст Вселенной несколько изменился, хотя и без революционных подвижек: теперь он считается равным 13,81 млрд лет. Попутно были уточнены пропорции обычной (барионной) и тёмной материи в мироздании: первой принадлежат 4,9% по массе, а тёмной — 26,8%, то есть чуть больше, чем считалось. Остальное приходится на тёмную энергию, отвечающую за ускорение расширения Вселенной. Впрочем, возраст Вселенной, тёмная материя и пр. —… Подробнее »

А.Коломенский
А.Коломенский
7 года (лет) назад

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: