Wilkinson Microbe Anisotropy Probe (WMAP) videnskabsteam er færdig med at analysere syv hele års data fra den lille sonde, der kunne, og endnu en gang ser det ud til, at vi kan opsummere universet i seks parametre og en model.
Ved hjælp af de syv-årige WMAP-data sammen med de nylige resultater om storstilet fordeling af galakser og et opdateret skøn over Hubble-konstanten, er universets nutidige alder 13,75 (plus-eller-minus 0,11) milliarder år , mørk energi udgør 72,8% (+/- 1,5%) af universets masseenergi, baryoner 4,56% (+/- 0,16%), ikke-baryonisk stof (CDM) 22,7% (+/- 1,4%) og rødskift af reionisering er 10,4 (+/- 1,2).
Derudover rapporterer teamet adskillige nye kosmologiske begrænsninger - primordial overflod af helium (dette udelukker forskellige alternative, 'kolde big bang' modeller), og et skøn over en parameter, der beskriver et træk ved tæthedsfluktuationer i det meget tidlige univers tilstrækkeligt præcist at udelukke en hel klasse af inflationsmodeller (Harrison-Zel'dovich-Peebles-spektret) for at tage kun to - såvel som strammere grænser for mange andre (antal neutrino-arter, masse af neutrino, paritetskrænkelser, aksion mørke stof, …).
Det bedste øjen-slik fra holdets seks papirer er de stablede temperatur- og polariseringskort til varme og kolde pletter; hvis disse pletter skyldes lydbølger i materiale, der er frosset ind, når stråling (fotoner) og baryoner skiltes selskab - den kosmiske mikrobølgebakgrund (CMB) koder for alle detaljerne i denne adskillelse - skal der være pæne cirkulære ringe, af temmelig nøjagtige størrelser, omkring pletterne. Endvidere skal polarisationsretningerne skifte fra radial til tangential, fra midten ud (for kolde pletter; vice versa for hot spots).
Og det var netop, hvad holdet fandt!
Angående mørk energi. Siden de femårige WMAP-resultater blev offentliggjort, er der blevet offentliggjort flere uafhængige studier med direkte relevans for kosmologi. WMAP-teamet tog dem fra observationer af baryons akustiske svingninger (BAO) i distributionen af galakser; af Cepheids, supernovaer og en vandmaskine i lokale galakser; af tidsforsinkelse i et linset quasarsystem; og af høje rødskiftesupernovaer og kombinerede dem for at reducere kroge og kroge i parameterrummet, hvor ikke-kosmologiske konstante variationer af mørk energi kunne gemme sig. I det mindste er nogle alternative former for mørk energi stadig mulig, men for nuværende rules er den kosmologiske konstant regler.
Angående inflation. Meget, meget, meget tidligt i universets liv - så teorien om kosmisk inflation går - der var en periode med dramatisk ekspansion, og de små kvanteudsving før inflation blev de kæmpe kosmiske strukturer, vi ser i dag. ”Inflation forudsiger, at den statistiske fordeling af urbefolkningssvingninger næsten er en Gaussisk fordeling med tilfældige faser. Måling af afvigelser fra en Gaussisk distribution, ”rapporterer holdet,“ er en kraftig test af inflationen, da hvor nøjagtigt fordelingen er (ikke-) Gaussian afhænger af den detaljerede fysik af inflation. ” Mens grænserne for ikke-Gaussianity (som det kaldes) fra analyse af WMAP-data kun svagt begrænser forskellige inflationsmodeller, lader de næsten ingen steder for kosmologiske modeller uden inflation at skjule.
Vedrørende 'kosmiske skygger' (Sunyaev-Zel'dovich (SZ) -effekten). Mens mange forskere har kigget efter kosmiske skygger i WMAP-data før - måske den bedst kendte for offentligheden er papiret fra Lieu, Mittaz og Zhang fra 2006 (SZ-effekten: varme elektroner i plasmaet, der gennemsyrer rige klynger af galakser, interagerer med CMB fotoner via invers Compton-spredning) - WMAP-holdets nylige analyse er deres første til at undersøge denne effekt. De registrerer SZ-effekten direkte i den nærmeste rige klynge (Coma; Jomfruen er bag Mælkevejen forgrund) og også statistisk ved sammenhæng med placeringen af ca. 700 relativt nærliggende rige klynger. Mens WMAP-holdets konstatering stemmer overens med data fra røntgenobservationer, er det ikke i overensstemmelse med teoretiske modeller. Tilbage til tegnebrættet for astrofysikere, der studerer galakse klynger.
Jeg går sammen med citerer Komatsu et al. ”Den standard ΛCDM-kosmologiske model er fortsat en udsøgt pasform til de eksisterende data.”
Primær kilde: Syvårs Wilkinson mikrobølgeovn anisotropysonde (WMAP) Observationer: Kosmologisk fortolkning (arXiv: 1001.4738). De fem andre syv-årige WMAP-papirer er: Syv-årige Wilkinson-mikrobølge-anisotropiprobe (WMAP) -observationer: Er der kosmiske mikroovnbaggrundsmæssige anomalier? (arXiv: 1001.4758), syvårige Wilkinson-mikrobølge-anisotropiprobe (WMAP) Observationer: Planeter og himmelkalibreringskilder (arXiv: 1001.4731), syvårige Wilkinson-mikrobølge-anisotropiprobe (WMAP) Observationer: Sky maps, systematiske fejl og grundlæggende resultater (arXiv: 1001.4744), syvårige Wilkinson-mikrobølge-anisotropiprobe (WMAP) Observationer: Power Spectra og WMAP-afledte parametre (arXiv: 1001.4635) og syvårige Wilkinson-mikrobølge-anisotropiprobe (WMAP) Observationer: Galactic Foreground Emission (arXiv: 1001,4555). Tjek også det officielle WMAP-websted.
