Η αυλαία πέφτει στο αμφιλεγόμενο αποτέλεσμα του big bang

Τόσο προβλέψιμος όσο ο θάνατος της ηρωίδας σε μια όπερα, ο μεγαλύτερος ισχυρισμός στην κοσμολογία εδώ και χρόνια αποκαλύφθηκε επίσημα. Τον περασμένο Μάρτιο, οι κοσμολόγοι που εργάζονταν με ένα εξειδικευμένο τηλεσκόπιο στο Νότιο Πόλο που ονομάζεται BICEP2 ισχυρίστηκαν άμεσες ενδείξεις ότι στο πρώτο κλάσμα του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το σύμπαν υπέστη μια παράξενη εκθετική έκρηξη που ονομάζεται πληθωρισμός. Τα σημάδια ήρθαν στη μελέτη τους για τη μεταλάμψη της μεγάλης έκρηξης, το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων (CMB). Όμως τώρα, σε μια κοινή ανάλυση με κοσμολόγους που συνεργάζονται με το διαστημόπλοιο Planck της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (ESA), οι ερευνητές του BICEP επαναλαμβάνουν αυτόν τον ισχυρισμό και δεν αναφέρουν τέτοια σημάδια πληθωρισμού, σύμφωνα με ένα δελτίο τύπου που εξέδωσε η ESA.

Όπως η Mimi στην όπερα του Giacomo Puccini La Bohème , η διεκδίκηση του ΔΙΣΚΕΠ φαινόταν καταδικασμένη από νωρίς στο δράμα. «Θα ήμουν έκπληκτος αν είχε αποδειχθεί διαφορετικά», λέει η Suzanne Staggs, παρατηρησιακή κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον. Τον Σεπτέμβριο, η ομάδα Planck δημοσίευσε δεδομένα που υποδηλώνουν ότι το σήμα BICEP ήταν σε μεγάλο βαθμό, αν όχι εξ ολοκλήρου, ένα τεχνούργημα σκόνης στον γαλαξία μας, το οποίο εκπέμπει τα δικά του μικροκύματα. Η κοινή ανάλυση επεδίωξε να επιλύσει τα αντικρουόμενα αποτελέσματα. Και αποκλείει τον ισχυρισμό υπερπαραγωγής της ομάδας BICEP.

Αυτό που είδαν οι ερευνητές του BICEP ήταν στροβιλισμοί σε ένα κομμάτι του νότιου ουρανού. Το CMB - ένα είδος ηλεκτρομαγνητικού σκηνικού για οτιδήποτε άλλο στο ορατό σύμπαν - είναι πολωμένο, όπως το φως που αντανακλάται από μια λίμνη. Σύμφωνα με το καθιερωμένο μοντέλο των κοσμολόγων, το τεράστιο τέντωμα του πληθωρισμού θα είχε προκαλέσει κυματισμούς στο χώρο και στο χρόνο που ονομάζονται βαρυτικά κύματα, οι οποίοι θα αποτύπωναν ενδεικτικά μοτίβα που μοιάζουν με ρόδα - που ονομάζονται τρόποι Β - στην πόλωση. Και με πολλή θαυμασμό, η ομάδα του BICEP ισχυρίστηκε ότι είδε τέτοιες "αρχέγονες λειτουργίες Β".

Ωστόσο, οι στροβιλισμοί μπορούν να ανεβαίνουν από άλλες πηγές. Συγκεκριμένα, η ακτινοβολία σκόνης στον γαλαξία μας μπορεί να τα παράγει και για να δουν σωστά το σήμα CMB, οι ερευνητές πρέπει πρώτα να αφαιρέσουν αυτή τη συνεισφορά στο «πρώτο πλάνο». Συνήθως, οι πειραματιστές το κάνουν αυτό λαμβάνοντας δεδομένα σε πολλαπλές συχνότητες μικροκυμάτων. Ωστόσο, το BICEP2 έλαβε δεδομένα σε μία μόνο συχνότητα για να προσπαθήσει να μεγιστοποιήσει την ευαισθησία και βασίστηκε σε προκαταρκτικά δεδομένα από τον Planck -που ελήφθησαν από μια διαφάνεια που παρουσιάστηκε σε μια ομιλία- για να εκτιμήσει αυτή τη μόλυνση στο πρώτο πλάνο. Η ομάδα του ΔΙΣΚΕΠ πίστευε ότι ήταν μικρή. Αλλά τον Μάιο, άλλοι κοσμολόγοι πρότειναν ότι οι ερευνητές του BICEP μπορεί να παρερμήνευσαν τα δεδομένα του Planck και να υποτίμησαν τη συμβολή της σκόνης. Και τον Σεπτέμβριο, τα τελικά δεδομένα του Planck έδειξαν ότι το κομμάτι του ουρανού του BICEP ήταν τόσο σκονισμένο όσο ένα παλιό μαξιλάρι.

Τώρα η κοινή ανάλυση, η οποία περιλαμβάνει επίσης δεδομένα από τον διάδοχο του BICEP2 στο Νότιο Πόλο, τη Συστοιχία Keck, δεν αποδίδει κανένα σαφές σημάδι αρχέγονων τρόπων λειτουργίας Β. Εάν υπάρχουν στα δεδομένα, δεν μπορούν να υπερβαίνουν το ήμισυ του σήματος που διεκδικεί ο BICEP. Αυτό το όριο είναι σύμφωνο με αυτό που είχαν συμπεράνει νωρίτερα έμμεσα οι ερευνητές του Planck μελετώντας μικροσκοπικές διακυμάνσεις στη θερμοκρασία του CMB στον ουρανό.

Παρά το θλιβερό τέλος αυτής της συγκεκριμένης ιστορίας, ο Max Tegmark, κοσμολόγος στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης στο Κέμπριτζ, λέει ότι είναι αισιόδοξος για τις πιθανότητες να εντοπίσει σχετικά σύντομα αρχέγονους τρόπους λειτουργίας Β. «Είμαι στη μειοψηφία», λέει, «και νομίζω ότι υπάρχει κάτι εκεί μέσα που μπορούμε να δούμε – αν όχι σε αυτά τα δεδομένα, τότε τα επόμενα δύο χρόνια». Ωστόσο, ο Staggs του Princeton λέει ότι το περιστατικό υπογραμμίζει ότι οι εκπομπές στο προσκήνιο είναι πιθανό να είναι μεγάλες και δύσκολες. Εάν υπάρχει, το σήμα της Μεγάλης Έκρηξης είναι πιο πιθανό να εμφανιστεί αργά μέσα από πολλά πειράματα παρά ξαφνικά σε μια οριστική ανακάλυψη, λέει.

«Αυτά τα σήματα είναι πολύ αμυδρά και υπάρχουν πολλά πράγματα που μπορεί να πάνε στραβά, όχι μόνο τα προσκήνια», λέει ο Τσαρλς Μπένετ, κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο Τζονς Χόπκινς στη Βαλτιμόρη του Μέριλαντ. Ωστόσο, πολλές ομάδες προσπαθούν να ανιχνεύσουν τις λειτουργίες Β. "Δεν νομίζω ότι η εμπειρία του BICEP2 έχει επιβραδύνει κανέναν", λέει ο Bennett.