Resultados do WMAP de sete anos: não, eles não são anomalias

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Desde o dia em que foram divulgados os primeiros dados da Sonda de Anisotropia por Microondas Wilkinson (WMAP), em 2003, foram relatados todos os tipos de anomalias no fundo cósmico de microondas (CMB); houve o ponto frio que pode ser uma janela para um universo paralelo, o "Eixo do Mal", pegadas de hidrogênio interestelar local neutro e muito, muito mais.

Mas faça os dados WMAP realmente, verdadeiramente, absolutamente contém evidências de anomalias, coisas que simplesmente não se encaixam nos seis parâmetros e um modelo que a equipe do WMAP relatou recentemente?

Em uma palavra, não.

A cada dois anos, desde 2003, a equipe científica do WMAP publica um conjunto de artigos sobre suas análises dos dados cumulativos e suas descobertas (com a missão terminando ainda este ano, seu próximo conjunto será, infelizmente, o último). Com tempo e experiência - para não mencionar as contribuições de milhares de outros pesquisadores que coletaram os dados - a equipe não apenas acumulou muito mais dados, mas também passou a entender como o WMAP funciona muito melhor. Como conseqüência, não são apenas os resultados publicados - como limites à natureza da energia escura e o número de diferentes tipos de neutrinos - mais rigorosos e robustos, mas a equipe também se tornou muito au fait com as várias anomalias relatadas.

Pela primeira vez, a equipe examinou essas anomalias em detalhes e concluiu que a resposta à pergunta, em suas palavras, “existem desvios em potencial do CDM dentro do contexto dos intervalos de parâmetros permitidos das observações existentes do WMAP? ? é não".

As anomalias relatadas que a equipe examinou são muitas - dois pontos frios proeminentes, força do quadrupolo, falta de potência CMB em grande escala angular, alinhamento dos componentes quadrupolo e octupolo, assimetria hemisférica ou dipolar, para citar apenas alguns - mas os motivos pois as aparentes anomalias são poucas.

“Olhos e cérebros humanos são excelentes na detecção de padrões visuais, mas ruins na avaliação de probabilidades. Recursos vistos nos mapas WMAP, como o grande ponto frio I perto da região do centro galáctico, podem se destacar como incomuns. No entanto, a probabilidade de tais características não pode ser discernida pela inspeção visual de nossa realização particular do universo ", eles escrevem, e" as simulações de Monte Carlo são uma maneira inestimável de determinar os desvios esperados no modelo? CDM. Reivindicações de anomalias sem simulações de Monte Carlo são necessariamente reivindicações fracas ”.

Um exemplo divertido: as iniciais de Stephen Hawking ("SH") podem ser vistas claramente no mapa do céu do WMAP. “O“ S ”e o“ H ”têm aproximadamente o mesmo tamanho e estilo de fonte, e as duas letras estão alinhadas ordenadamente ao longo de uma linha de latitude galáctica fixa”, diz a equipe; “Um cálculo mostraria que a probabilidade dessa ocorrência em particular é muito pequena. No entanto, não há nenhum argumento a favor de uma cosmologia não-padrão, apesar desse evento de probabilidade extraordinariamente baixa ”, observam secamente.

Muitos dos relatórios de anomalias do WMAP CMB provavelmente constituiriam um bom material de ensino, pois ilustram bem as muitas armadilhas nas quais você pode cair com tanta facilidade ao fazer algo posterior (a posteriori) análise estatística. Ou, como a equipe coloca em relação às iniciais de Stephen Hawking: “É claro que a seleção combinada de procurar iniciais, essas iniciais específicas e seu alinhamento e localização são todos a posteriori escolhas Para um conjunto de dados completo, como é o caso do WMAP, existem muitos dados e várias maneiras de analisar os dados. ”

E o que acontece quando você tem muitos dados? Eventos de baixa probabilidade são garantidos para ocorrer! “Por exemplo, não é inesperado encontrar um 2? ao analisar um rico conjunto de dados de várias maneiras diferentes. No entanto, para avaliar se um 2 em particular? Como esse recurso é interessante, muitas vezes é tentado restringi-lo a isolar seu comportamento. Esse processo envolve a posteriori escolhas que ampliam o significado aparente do recurso ".

Então, a equipe conclui que toda essa caça a anomalias é um desperdício de esforço? Absolutamente não! Vou citar a própria conclusão da equipe: "A busca por esquisitices nos dados é essencial para testar o modelo. O sucesso do modelo torna essas pesquisas ainda mais importantes. A detecção de qualquer problema altamente significativo a posteriori O recurso pode se tornar um sério desafio para o modelo. Os recursos menos significativos discutidos neste documento forneceram a motivação para considerar modelos alternativos e desenvolver novas análises de dados do WMAP (e logo Planck). As esquisitices desencadearam novas observações propostas que podem testar ainda mais os modelos. Muitas vezes é difícil avaliar as afirmações estatísticas. Pode ser que uma estranheza possa motivar uma nova teoria, que poderia ser testada como uma hipótese contra o MDL. Os dados suportam essas comparações. Obviamente, outras medidas cosmológicas também devem desempenhar um papel no teste de novas hipóteses. Nenhuma anomalia do CMB relatada até o momento fez com que a comunidade científica adotasse um novo modelo padrão de cosmologia, mas alegou que anomalias foram usadas para provocar pensamentos e buscar teorias aprimoradas. ”

Fonte primária: Sonda de Anisotropia por Micro-ondas Wilkinson de Sete Anos (WMAP) Observações: Existem Anomalias Cósmicas de Fundo por Micro-ondas? (arXiv: 1001,4758). Os outros cinco documentos do WMAP de sete anos são: Sonda de Anisotropia por Microondas Wilkinson de Sete Anos (WMAP) Observações: Interpretação Cosmológica (arXiv: 1001.4538), Sonda de Anisotropia por Microondas Wilkinson de Sete Anos (WMAP) Observações: Planetas e Fontes de Calibração Celestial (arXiv: 1001.4731), Observações da sonda de anisotropia de microondas de Wilkinson por sete anos (WMAP): mapas do céu, erros sistemáticos e resultados básicos (arXiv: 1001.4744), Sonda de anisotropia de microondas de Wilkinson por sete anos (WMAP) Observações: espectros de potência e parâmetros derivados de WMAP ( arXiv: 1001.4635) e sonda de anisotropia por microondas de Wilkinson de sete anos (WMAP) Observações: Emissão galáctica de primeiro plano (arXiv: 1001.4555). Verifique também o site oficial do WMAP.

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