منذ اليوم الذي تم فيه إصدار أول بيانات مسبار ويلكينسون للموجات الصغرية (WMAP) ، في عام 2003 ، تم الإبلاغ عن جميع أنواع الشذوذ في الخلفية الميكروية الكونية (CMB) ؛ كانت هناك بقعة باردة قد تكون نافذة على كون موازٍ ، "محور الشر" ، وأكوام من هيدروجين محايدة بين النجوم ، وأكثر من ذلك بكثير.
ولكن تفعل بيانات WMAP حقا ، حقا ، على الاطلاق تحتوي على أدلة على وجود حالات شاذة ، أشياء لا تتناسب مع المعلمات الستة والنموذج الذي أبلغ عنه فريق WMAP مؤخرًا؟
في كلمة واحدة ، لا.
ينشر الفريق العلمي التابع لـ WMAP كل عامين منذ عام 2003 مجموعة من الأوراق حول تحليلاتهم للبيانات التراكمية ونتائجها (مع انتهاء المهمة في وقت لاحق من هذا العام ، ستكون المجموعة التالية ، للأسف ، الأخيرة). مع الوقت والخبرة - ناهيك عن المدخلات من آلاف الباحثين الآخرين الذين جمعوا البيانات - لم يقم الفريق بتجميع المزيد من البيانات فحسب ، بل أصبح يفهم أيضًا كيفية عمل WMAP بشكل أفضل. ونتيجة لذلك ، ليست النتائج المنشورة فقط - مثل القيود على طبيعة الطاقة المظلمة وعدد الأنواع المختلفة من النيوترينوات - أكثر صرامة وقوة ، ولكن أصبح الفريق أيضًا شديد au fait مع شذوذات مختلفة ذكرت.
لأول مرة ، قام الفريق بفحص هذه الحالات الشاذة بالتفصيل ، وخلص إلى أن الإجابة على السؤال ، بكلماتهم ، "هل هناك انحرافات محتملة عن؟ آلية التنمية النظيفة في سياق نطاقات المعلمات المسموح بها لملاحظات WMAP الحالية ؟ " لا يوجد".
الشذوذات المبلغ عنها التي فحصها الفريق كثيرة - نقطتان باردتان بارزتان ، قوة الرباعي الرباعي ، الافتقار إلى قوة CMB واسعة الزاوية ، محاذاة مكونات الرباعي وثماني القطب ، عدم تناسق نصف الكرة أو ثنائي القطب ، على سبيل المثال لا الحصر - ولكن الأسباب لأن الشذوذ الواضح قليل.
"إن العيون والأدمغة البشرية ممتازة في اكتشاف الأنماط المرئية ، ولكنها ضعيفة في تقييم الاحتمالات. يمكن للميزات التي تظهر في خرائط WMAP ، مثل بقعة باردة كبيرة بالقرب من منطقة مركز المجرة ، أن تبرز على أنها غير عادية. ومع ذلك ، لا يمكن تمييز احتمالية مثل هذه الميزات من خلال الفحص البصري لإدراكنا الخاص للكون "، كما يكتبون ، و" محاكاة مونت كارلو هي طريقة لا تقدر بثمن لتحديد الانحرافات المتوقعة في نموذج آلية التنمية النظيفة. مطالبات الشذوذ بدون محاكاة مونت كارلو هي بالضرورة مطالبات ضعيفة ".
مثال مسلي: يمكن رؤية الأحرف الأولى من اسم ستيفن هوكينج ("SH") بوضوح في خريطة السماء WMAP. يقول الفريق: "" S "و" H "تقريبًا بنفس حجم الخط ونمطه ، ويتم محاذاة الحرفين بدقة على طول خط عرض Galactic الثابت". "سيظهر الحساب أن احتمالية حدوث هذا الأمر بالذات ضئيلة للغاية. ومع ذلك ، لا توجد حالة يمكن تقديمها لعلم الكونيات غير القياسي على الرغم من هذا الحدث الاحتمالي المنخفض للغاية ، "يلاحظون بشكل جاف.
من المرجح أن العديد من تقارير حالات الشذوذ الخاصة بـ WMAP CMB يمكن أن تكون مادة تعليمية جيدة ، لأنها توضح جيدًا الفخاخ العديدة التي يمكنك الوقوع فيها بسهولة عند القيام بها بعد وقوعها (خلفي) تحاليل احصائية. أو ، كما يقول الفريق ، فيما يتعلق بالأحرف الأولى من ستيفن هوكينج: "من الواضح أن الاختيار المشترك للبحث عن الأحرف الأولى ، وهذه الأحرف المحددة ، ومواءمتها وموقعها كلها خلفي خيارات. بالنسبة لمجموعة بيانات غنية ، كما هو الحال مع WMAP ، هناك الكثير من البيانات والعديد من طرق تحليل البيانات. "
وماذا يحدث عندما يكون لديك الكثير من البيانات؟ ويضمن حدوث احتمالية منخفضة! "على سبيل المثال ، ليس من غير المتوقع أن تجد 2؟ الميزة عند تحليل مجموعة بيانات غنية بعدد من الطرق المختلفة. ومع ذلك ، لتقييم ما إذا كان 2 معين؟ الميزة مثيرة للاهتمام ، غالبًا ما يميل المرء إلى التضييق عليها لعزل سلوكه. تتضمن هذه العملية خلفي الخيارات التي تضخم الأهمية الواضحة للميزة ".
لذا ، هل يستنتج الفريق أن كل هذا الصيد الشاذ هو مضيعة للجهد؟ بالطبع لا! سأقتبس من استنتاج الفريق نفسه: "البحث عن الشذوذ في البيانات ضروري لاختبار النموذج. نجاح النموذج يجعل عمليات البحث هذه أكثر أهمية. الكشف عن أي أهمية كبيرة خلفي قد تصبح الميزة تحديًا خطيرًا للنموذج. قدمت الميزات الأقل أهمية التي تمت مناقشتها في هذه الورقة الدافع للنظر في النماذج البديلة وتطوير تحليل جديد لبيانات WMAP (وقريبًا Planck). أثارت الشذوذ ملاحظات جديدة مقترحة يمكن أن تزيد من اختبار النماذج. غالبًا ما يكون من الصعب تقييم الادعاءات الإحصائية. قد يكون من الممكن العثور على غرابة تحفز نظرية جديدة ، والتي يمكن اختبارها بعد ذلك كافتراض ضد آلية التنمية النظيفة. البيانات تدعم هذه المقارنات. بالطبع ، يجب أن تلعب القياسات الكونية الأخرى أيضًا دورًا في اختبار الفرضيات الجديدة. لم يتم الإبلاغ عن أي شذوذ CMB حتى الآن جعل المجتمع العلمي يتبنى نموذجًا قياسيًا جديدًا لعلم الكونيات ، لكنه ادعى أنه تم استخدام الشذوذ في إثارة الفكر والبحث عن نظريات محسنة.
المصدر الأساسي: ملاحظات ويلكنسون لمدة سبع سنوات عن مسبار التباين في الميكرويف (WMAP): هل هناك شذوذ في الخلفية الميكروية الكونية؟ (arXiv: 1001.4758). الأوراق السبع الأخرى لـ WMAP هي سبع سنوات: ملاحظات مسبار ويلكينسون للميكروويف متباين الخواص (WMAP) لمدة سبع سنوات: التفسير الكوني (arXiv: 1001.4538) ، سبع سنوات ويلكينسون لموجات متغايرة التحقيق (WMAP) الملاحظات: الكواكب ومصادر المعايرة السماوية (arXiv: 1001.4731) ، ملاحظات مسبار ويلكينسون للميكروويف ذي التباين المتغير (WMAP) لمدة سبع سنوات: خرائط السماء والأخطاء المنهجية والنتائج الأساسية (arXiv: 1001.4744) ، وملاحظات مسبار ويلكينسون المتغير الميكروويف لمدة سبع سنوات (WMAP) ملاحظات: الأطياف الكهربائية والمعلمات المشتقة من WMAP ( arXiv: 1001.4635) ، وملاحظات مسبار ويلكينسون الميكروويف المتغاير سبع سنوات (WMAP): انبعاثات المجرة الأمامية (arXiv: 1001.4555). تحقق أيضًا من موقع WMAP الرسمي.
