Проблема с шумоподавлением данных BICEP2?

Этот вопрос относится к этой статье, в которой говорится о том, почему измерения BICEP2 поляризации B-моды в космическом микроволновом фоновом излучении оказались шумом от галактической звездной пыли. Далее они добавляют, что данные Plank о шуме не позволяют получить хорошую оценку B-режима из данных BICEP2.

Однако результаты совместной оценки позволяют предположить, что какой бы сигнал ни обнаружил BICEP2, его нельзя отделить на каком-либо значимом уровне от эффектов порчи. Другими словами, первоначальные наблюдения в равной степени согласуются с отсутствием первичных гравитационных волн. «Эта совместная работа показала, что обнаружение первичных B-мод становится ненадежным после удаления излучения галактической пыли», — сказал в заявлении ЕКА Жан-Лу Пюже, главный исследователь инструмента Panck HFI. «Поэтому, к сожалению, мы не смогли подтвердить, что сигнал является отпечатком космической инфляции».

Может ли кто-нибудь объяснить, почему точное обнаружение первичных B-мод не является надежным даже после удаления излучения галактической пыли? И каковы предлагаемые обходные пути для решения этой проблемы?

Ответы (2)

Короткий ответ заключается в том, что галактическая пыль может полностью объяснить результаты, независимо от того, существуют ли Первичные Гравитационные Волны или нет, что равносильно «отсутствию доказательств».

Более длинный ответ заключается в том, что они искали конкретный образец поляризации реликтового излучения, называемый поляризацией В-моды, поскольку это был образец, который они ожидали увидеть в условиях гравитационных волн. Режим B приводит к полям, которые имеют тенденцию выглядеть как магнитные поля (завитки имеют тенденцию указывать на круги).

Но реликтовое излучение также может быть поляризовано в режиме E, который создает поля, имеющие тенденцию указывать в определенных направлениях (аналогично силовым линиям электрического поля). Вот основная картинка-

поляризация реликтового излучения

Проблема в том, что галактическая пыль не только может отражать или преломлять фотоны, с которыми она взаимодействует, но и часто подвержена влиянию электромагнитных полей в космосе. В результате частицы пыли могут выравниваться внутри этих магнитных полей, создавая электромагнитно-индуцированную иллюзию гравитационно-искаженного пространства-времени. Таким образом, если в данной области находится достаточное количество частиц пыли, мы должны заключить, что для наблюдателя сформируется картина поляризации, подобная В-моде, с присутствием Первичных Гравитационных Волн или без них.

Я полагаю, что третья совместная работа находится в процессе (или была) в процессе (барабанная дробь, пожалуйста). . . Буквально на прошлой неделе LIGO объявила о подтверждении гравитационных волн, возникших в результате слияния двух черных дыр, которые они смогли наблюдать в сентябре 2015 года, что привело к появлению достаточно сильных гравитационных волн, чтобы их можно было измерить.

Однако я понимаю, что вы имеете в виду под заявлением Пьюджет. Сначала это кажется почти вводящим в заблуждение, но может быть просто проблемой перевода (английский, похоже, не является его родным языком). В любом случае, похоже, что он пытался сказать, что сигнал реликтового излучения недостаточно надежен, чтобы его можно было отличить от помех от галактической пыли.

Я хотел бы добавить к другому правильному ответу, что BICEP2 — удивительный детектор, и исходное объявление вышло после вычитания сигнала пыли в области, которую они искали, с использованием опубликованных данных Planck в то время. К сожалению, Планк придумал новые карты пыли сферы, которые показали много пыли в угловом окне, к которому был чувствителен BICEP. Рассмотренный в вашем вопросе анализ с Планком подытоживает совместную публикацию.

Тем не менее, объединение данных Planck, который опирается на подгонку математических кривых ко всему небу и имеет большие ошибки, чтобы получить поляризацию, с данными BICEP2, которые имеют исключительную локальную точность в узком угловом окне, не лучший способ рассматривать проблема. Продолжается работа над BICEP3 , и мы посмотрим, что из этого выйдет.