Předčasný humbuk kolem gravitačních vln jen zdůrazňuje zející díry v modelech původu a „evoluce” vesmíru
Autor je profesorem fyziky na Univerzitě Princeton, NJ, USA. Z www.nature.com/big-bang přeložil Pavel Kábrt – 06/2014. Vyšlo na stránkách Nature.
NATURE – Otevřít odkaz
Poté, co tým kosmologů ohlásil na tiskové konferenci v březnu, že detekovali gravitační vlny vzniklé hned po Velkém třesku (Pozn. překlad: viz náš článek zde), stal se znovu původ vesmíru hlavním mediálním tématem. Zpráva o objevu způsobila celosvětovou senzaci ve vědecké komunitě spolu s mediální kampaní. (viz Nature 507, 281–283; 2014).
Podle týmu kolem dalekohledu na jižním pólu BICEP2, se detekce pohybovala v úrovni 5-7 sigma, takže možnost, že by šlo o nahodilou událost, je menší než jedna ke dvěma miliónům. Výsledky byly oslavovány jako důkaz inflační teorie Velkého třesku a jeho potomka, multivesmíru. Byly předpovídány Nobelovy ceny a zplozeno mnoho teoretických modelů. Celá událost rovněž ovlivnila různá rozhodování související s akademickými setkáními a odmítnutí různých studií a grantů. Dokonce to hrálo roli v plánování vládních projektů velkých rozsahů.
Tým BICEP2 identifikoval zakřivený vzor (B-mód) na svých polarizačních mapách mikrovlnného záření kosmického pozadí a došel k závěru, že právě toto představuje detekci raných gravitačních vln. Teď ale byly zjištěny vážné trhliny v těchto analýzách, které mění onu jistou detekci v žádnou detekci. Pátrání po gravitačních vlnách musí začít znovu. Problém je v tom, že další účinky, včetně rozptylu světla následkem prachu, a synchrotronní radiace generovaná elektrony pohybujícími se kolem galaktických magnetických polí uvnitř naší galaxie, mohou rovněž vyprodukovat tato zakřivení.
BICEP2 má prostředek k detekci radiace jen v jedné frekvenci, a tedy nemůže rozlišit, jak se do toho zamíchají vlivy z jiných kosmických zdrojů. Aby to BICEP2 dokázal, použil měření galaktického prachu posbíraná ze satelitů Wilkinson Microwave Anisotropy Probe a Planck, které pracují v celé škále jiných frekvencí. Když BICEP2 prováděl svoje analýzy, prachová mapa ze satelitu Planck ještě nebyla zveřejněna, a tak tento tým extrahoval data z map starších o několik měsíců. A právě nyní, pečlivé opětovné analýzy vědců z Univerzity v Princetonu a Ústavu pro pokročilá studia (Institute for Advanced Study), rovněž v Princetonu, došly k závěrům, že vzor pro B-mód z BICEP2 bude ve velké většině anebo zcela úplně výsledkem okolních efektů, bez souvislosti s gravitačními vlnami. Ani jiné prachové modely zvažované týmem BICEP2 nemění tento negativní závěr, jak ukázal princetonský tým (R. Flauger, J. C. Hill and D. N. Spergel, preprint at arxiv.org/abs 2014).
Tento náhlý zvrat by měl vědeckou komunitu přivést k přemýšlení nad důsledky, vzhledem k budoucímu kosmologickému experimentování a teoretizování. Hledání gravitačních vln není tímto zmařeno. Nejméně osm experimentů, včetně BICEP3, Keck Array a Plancku, nyní míří ke stejnému cíli.
Tentokrát si mohou být týmy jisty, že svět je bude pozorně sledovat. Nyní bude akceptace výsledků vyžadovat měření napříč škálou frekvencí, aby se vyloučily vedlejší účinky, a testy, aby byly eliminovány jiné zdroje možných záměn. A také by se to mělo vyhlašovat až poté, co to projde vědeckými časopisy a cenzurou expertýz. Musí-li se konat tisková konference, pak doufám, že vědecká komunita a média budou požadovat, aby zde byla prezentována veškerá dokumentace včetně detailních systematických analýz a všechna dostatečná data umožňující objektivní ověření.
Tato epizoda s BICEP2 také odhalila pravdu o inflační teorii. Obecně se má za to, že jde o vysoce prediktivní teorii. Pokud by tomu tak bylo, a detekování gravitačních vln by byla „kouřící pistole“ důkazu inflace, pak by si člověk myslel, že žádná detekce bude důkazem, že teorie je mylná. Taková je povaha normální vědy. A přece někteří proponenti inflace, kteří oslavovali oznámení týmu BICEP2, již nyní tvrdí, že teorie stejně platí, ať už se gravitační vlny najdou či nenajdou. Jak je toto možné?
Tato odpověď od proponentů je alarmující: inflační paradigma je tak pružné, že je imunní vůči experimentálním a pozorovatelným testům.
Za prvé, inflace je poháněna hypotetickým skalárním polem, inflatonem, které lze upravit tak, aby byl efektivně vyprodukován jakýkoliv výsledek. Za druhé, inflace nekončí u vesmíru, který má jednotné vlastnosti, ale prakticky nevyhnutelně vede k multivesmíru s nekonečným množstvím bublin, kde se kosmické a fyzikální vlastnosti mění od bubliny k bublině. Ta část multivesmíru, kterou pozorujeme, odpovídá právě části jedné takové bubliny. Při skenování všech možných bublin multivesmíru se všechno, co se může fyzikálně stát, stane, v nekonečném počtu časů. Žádný experiment nemůže vyvrátit teorii, která umožňuje všechny možné výsledky. Proto je inflačí paradigma nefalzifikovatelné.
Vypadá to dost zmatečně, když uvážíme všechny ty stovky teoretických studií, které se zabývají předpověďmi toho či onoho inflačního modelu. Typicky všechny tyto studie nepřiznávají, že ignorují multivesmír a že, i s touhle neoprávněnou volbou, existuje spektrum dalších modelů produkujících všechny druhy rozličných kosmologických výsledků. Vezmeme-li toto v potaz, je jasné, že inflační paradigma je ve svém základu netestovatelné a tudíž vědecky bezcenné.
Kosmologie je výjimečná věda ve výjimečné době. Pokroky včetně hledání gravitačních vln budou pokračovat a bude vzrušující vidět, jaké objevy následující roky přinesou. S těmito budoucími výsledky budou teoretici nuceni vytvořit skutečně pravdivé, testovatelné a predikovatelné vědecké paradigma, popisující počátky, evoluci a budoucnost vesmíru.