Flashback: Water op Mars aangekondigd 10 jaar geleden

Het is de aankondiging die niemand wilde horen: de meest opwindende astronomische ontdekking van 2014 is verdwenen. Twee groepen wetenschappers hebben vandaag (30 januari) aangekondigd dat een verleidelijk signaal - waarvan sommige wetenschappers beweerden dat het "rokende pistool" was, een bewijs van een dramatische kosmische uitbreiding vlak na de geboorte van het universum - in feite werd veroorzaakt door iets veel meer alledaags: interstellair stof.

In de aankondiging van de kosmische inflatie, die in maart 2014 werd onthuld, beweerden wetenschappers met het BICEP2-experiment dat ze patronen in licht van de oerknal hadden gevonden die aangaven dat de ruimte snel was opgeblazen aan het begin van het universum, ongeveer 13,8 miljard jaar geleden. geleden. De ontdekking bevestigde ook vermoedelijk het bestaan ​​van zwaartekrachtgolven, theoretische rimpelingen in ruimte-tijd.

Maar in een verklaring van vandaag zeiden wetenschappers van het Europees Ruimtevaartagentschap dat gegevens van het Planck-ruimtewaarnemingscentrum van het agentschap hebben onthuld dat interstellair stof meer dan de helft van het signaal heeft veroorzaakt dat werd gedetecteerd door het op Antarctica gebaseerde BICEP2-experiment. De observaties van het Planck-ruimtevaartuig waren afgelopen maart nog niet beschikbaar toen het BICEP2-wetenschapsteam zijn aankondiging deed. [Kosmische inflatie en de oerknal verklaard (Infographic)]

"Helaas hebben we niet kunnen bevestigen dat het signaal een afdruk is van kosmische inflatie," zei Jean-Loup Puget, hoofdonderzoeker van het HFI-instrument op Planck aan het Institut d'Astrophysique Spatiale in Orsay, Frankrijk, in de verklaring . De conclusie is het resultaat van een gezamenlijke analyse door wetenschappers met zowel BICEP2 als Planck, met behulp van gegevens van zowel telescopen als de Keck-array op de Zuidpool.

Licht van de oerknal

BICEP2, Planck en Keck bestuderen allemaal de kosmische microgolfachtergrond (CMB), of het licht dat overblijft na de oerknal, en dat in alle richtingen in de lucht te zien is. Een kenmerk van de CMB dat deze experimenten bestuderen, is de polarisatie ervan, of de oriëntatie van de lichtgolven. (Dit verschijnsel kan bekend zijn in de vorm van polariserende zonnebrillen, die profiteren van de oriëntatie van de lichtgolven door licht te blokkeren dat gepolariseerd wordt wanneer het van het wateroppervlak stuitert.)

Als de inflatie zich voordeed toen het universum werd geboren, zou het de structuur van het universum verstoord hebben - wat wetenschappers ruimte-tijd noemen - waardoor, volgens de nieuwe verklaring, zwaartekrachtsgolven worden gecreëerd. Deze golven zouden dan wervelingen hebben gecreëerd in de polarisatie van de CMB, of wat B-modi worden genoemd. De ontdekking van deze B-modi zou dus zowel de bevestiging van de inflatie als het bewijs van zwaartekrachtgolven hebben betekend.

"Het zoeken naar dit unieke verslag van het zeer vroege universum is even moeilijk als opwindend, omdat dit subtiele signaal verborgen is in de polarisatie van de CMB, die zelf slechts een zwakke paar procent van het totale licht vertegenwoordigt," Jan Tauber, ESA's projectwetenschapper voor Planck, zei in de verklaring.

Toen het BICEP2-team in maart aankondigde dat het B-modi had gedetecteerd, kwam de claim vrijwel onmiddellijk samen met zorgen over de invloed van stof. Interstellair stof geeft gepolariseerd licht af met dezelfde frequenties als de CMB. Volgens de ESA-verklaring koos het BICEP2-team een ​​deel van de hemel waar volgens de onderzoekers de stofemissies laag zouden zijn.

Interferentie van interstofstof

Maar de Planck-resultaten laten zien dat het licht van stof significant is over de hele lucht - inclusief de regio waar BICEP2 ogenschijnlijk B-modi observeerde. Terwijl BICEP2 de lucht slechts in één golflengte van licht ziet, observeert Planck het universum in negen golflengtekanalen, die dit instrument helpen het CMB-signaal van de achtergrond te scheiden.

Wanneer het stof wordt verwerkt, wordt het signaal dat wordt geïdentificeerd door BICEP2 te zwak om als significant te worden beschouwd.

"De hoeveelheid zwaartekrachtsgolven kan waarschijnlijk niet meer zijn dan ongeveer de helft van het niveau dat werd geclaimd in onze eerdere studie," zei Clem Pryke, een hoofdonderzoeker van BICEP2 aan de Universiteit van Minnesota.

De onderzoekers zeggen dat de gezamenlijke samenwerking wel een bovengrens stelt aan het aantal zwaartekrachtsgolven dat door inflatie zou kunnen ontstaan, en laat zien dat het vinden van B-modi gevoeliger metingen vereist. De wetenschappers benadrukten dat de resultaten de theorie van de inflatie niet wegnemen. BICEP2, Planck, Keck en andere CMB-telescopen, waaronder POLARBEAR, zullen blijven zoeken naar B-modus polarisatiesignalen.

"Het zwaartekrachtsignaal zou er nog steeds kunnen zijn en de zoektocht is absoluut aan de gang", zei Brendan Crill, een van de leiders van zowel de Planck- als BICEP2-teams van het Jet Propulsion Laboratory van NASA in Pasadena, Californië.