Era il Big Bang? Chiedi alla polvere

[SANDRO]

Caso praticamente chiuso? Azzardo: direi di si.......

http://www.media.inaf.it/2014/09/22/planck-bicep2/

[Enrico Corsaro]

Se posso dire la mia, è ancora tutto da vedere. Gli strumenti usati con Plank e BICEP2 hanno competenze complementari e il punto chiave sarà proprio una collaborazione fra i due team per riuscire a risolvere l'enigma.
Personalmente preferisco non pronunciarmi sull'esito, perchè a volte si possono prendere abbagli molto grandi. Quello che sembra comunque da questo studio (che però non è stato ancora accettato per la pubblicazione...quindi occhio, perchè potrebbero esserci anche sostanziali modifiche in corso di revisione) è che il segnale rilevato da BICEP2 a 150Ghz esiste ma è con buona probabilità molto contaminato dall'effetto delle polveri. Come detto nello stesso articolo, il tutto richiede ancora verifiche! Sono comunque convinto che avremo una risposta nei prossimi mesi a seguire, visto il livello mediatico che ha anche sollevato la notizia.

[Enrico Corsaro]

Questi fanno veramente sul serio: http://astronomicamens.wordpress.com/2014/07/21/alla-ricerca-di-evidenze-sperimentali-a-favore-del-multiverso/ :biggrin:

Fanno sul serio certamente ma è una speculazione molto forte allo stato attuale. Mancano prima di tutto i dati a conferma di questo e non parliamo semplicemente di una bolla osservabile nella CMB ma di qualcosa che possa essere inconfutabilmente provata. Ovviamente (e lo sottolineo) la (o le) teoria dei multiversi è qualcosa di molto affascinante da un punto di vista mediatico, e questo è soprattutto il motivo per cui questo argomento ha preso piuttosto piede in giro per il web e per cui probabilmente spesso si arriva a dibatterne così a lungo come anche in questo thread (io personalmente lo trovo un pò troppo "campato" in aria, perchè non risiede su basi teoriche e osservative solide, c'è poco da fare, anche se ciò non toglie possa tutto essere confermato un giorno).

Tuttavia, c'è ancora tantissimo da capire sul modello standard cosmologico, sulla CMB e sul BB che lo spazio per la teoria dei multiversi è tra le cose che trovo al momento di meno interesse nella cosmologia moderna. Questo perchè sono in attesa dei risultati di missioni future (tra cui la missione Euclid di classe M del programma Cosmic Vision dell'ESA) o recentemente avviate (Planck e soprattutto Gaia) che saranno di enorme rilevanza per la nostra comprensione dell'Universo che conosciamo. Insomma in generale è preferibile, almeno come scienziati, rimanere un pò più con i piedi per terra e proseguire nelle direzioni che ci permettono di migliorare la nostra comprensione passo passo.

Sono dell'idea che nel decennio a seguire, con la selezione di questi ultimi anni delle missioni spaziali che caratterizzeranno il nostro prossimo futuro, l'intero settore astrofisico e cosmologico potrà subire un sostanziale sviluppo (forse anche drastico). Questo lo dico perchè c'è un grande fermento per l'attesa dei nuovi dati dalle più recenti missioni spaziali e perchè alcune tra le ultime (in particolare la NASA Kepler) hanno già rivoluzionato il settore astrofisico come non si sarebbe immaginato in alcun modo neanche appena 5 anni fa!
Incrociamo le dita e come già qualcuno ha detto, portiamo un pò di pazienza ;).

[Gaetano M.]

Enrico C. Sono sempre più per Principio Antropico forte unito a Multiverso. Negli eoni passati se si sono create le condizioni per un Big Bang, perchè uno solo? Teniamo anche presente che per la relatività alle condizioni adatte per un eventuale Big Bang il tempo sarebbe praticamente fermo, e non c'è bisogno di ipotizzare che il tempo nasce col B.B. basterebbe l'inimmaginabile quantità di Massa/Energia. Questo porta a tempi infiniti per infiniti "tentativi" di dar vita ad universi con infinite possibilità di varietà di costanti. Alcuni dureranno un niente, altri saranno non adatti alla vita, ecc:)

[SANDRO]

Se posso dire la mia, è ancora tutto da vedere. Gli strumenti usati con Plank e BICEP2 hanno competenze complementari e il punto chiave sarà proprio una collaborazione fra i due team per riuscire a risolvere l'enigma.
Personalmente preferisco non pronunciarmi sull'esito, perchè a volte si possono prendere abbagli molto grandi. Quello che sembra comunque da questo studio (che però non è stato ancora accettato per la pubblicazione...quindi occhio, perchè potrebbero esserci anche sostanziali modifiche in corso di revisione) è che il segnale rilevato da BICEP2 a 150Ghz esiste ma è con buona probabilità molto contaminato dall'effetto delle polveri. Come detto nello stesso articolo, il tutto richiede ancora verifiche! Sono comunque convinto che avremo una risposta nei prossimi mesi a seguire, visto il livello mediatico che ha anche sollevato la notizia.

Comprendo e per alcun aspetti condivido la tua prudenza Enrico. La scienza fa i suoi passi con i suoi tempi.
Ma, solo a livello personale naturalmente e basandomi con tutto quello che ho letto di scienza da oltre trenta anni a questa parte, non sono un sostenitore del big bang. Le onde gravitazionali per me rappresentano la stessa incognita della materia oscura: praticamente inesistenti.
Ribadisco, solo opinioni personali....

[Enrico Corsaro]

@Enrico C. (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=2649) Sono sempre più per Principio Antropico forte unito a Multiverso.

Ciao @Gaetano M. (http://www.astronomia.com/forum/member.php?u=32), attenzione però alle definizioni e ai loro significati. Se mi unisci questi due termini, io capisco che "credi" nella definizione di altro universo come quella zona dell'Universo (inteso come unico) in cui anche noi viviamo ma che non è visibile a noi (che farebbe comunque parte dello stesso spazio-tempo originato dal Big Bang, anche se non causalmente connesso con il nostro). Per causalmente connesso si intende che un evento che accade in quella zona non provoca conseguenze sulla nostra zona di Universo osservabile.

Bisogna ovviamente capire poi quale sia la reale definizione di multiverso, e tutto il discorso del credo non è assolutamente scientifico, capisci cosa intendo? Si postulano teorie di svariatissimo tipo, nessuna con solide basi dimostrate.
Credere a qualcosa non basta, ci vogliono delle basi logiche unite ad un comune accordo dettato da solide prove osservative. Così la scienza si fonda e così le nostre conoscenze fin'ora, almeno dopo Galileo Galieli, si sono sempre ampliate. Se poi vogliamo tralasciare il metodo scientifico, possiamo aprire dibattiti sul come e su tutto ciò che vogliamo, ma questo non porta ad una soluzione del problema, almeno da un punto di vista pratico.


Negli eoni passati se si sono create le condizioni per un Big Bang, perchè uno solo?
Ti pongo la domanda in modo alternativo. Perchè più di un Big Bang? Quali sono le prove per cui più di un Big Bang debba essere necessario? Non sappiamo purtroppo nulla in merito allo stesso Big Bang, nè sappiamo cosa può averlo originato (ammesso che esista realmente, perchè ricordo che si tratta ancora ad oggi di una estrapolazione teorica) e capisci che è solo puramente speculativo discuterne. Vale a dire che, possiamo dibattere a lungo su ciò che crediamo più plausibile, su quale teoria sembri più bella e avveniristica, ma tutto ciò non è inquadrabile scientificamente e dal mio canto, mi attengo alla linea del metodo scientifico. Ed è anche per questo che, sempre dal punto di vista scientifico, lo trovo allo stato attuale un problema poco rilevante.



Teniamo anche presente che per la relatività alle condizioni adatte per un eventuale Big Bang il tempo sarebbe praticamente fermo, e non c'è bisogno di ipotizzare che il tempo nasce col B.B. basterebbe l'inimmaginabile quantità di Massa/Energia.
Non è proprio così. Nella relatività generale il tempo è semplicemente una coordinata di uno spazio a quattro dimensioni, noto come spazio-tempo. Se lo spazio-tempo in sè si riduce ad un punto (un punto a 4 dimensioni si intende), nessuna delle coordinate ha un valore maggiore di zero, per definizione matematica. Purtroppo non è intuitivamente semplice vederlo, anche perchè non possiamo visualizzare qualcosa che abbia più di 3 dimensioni, ma possiamo provare a percepirlo.

Aggiungo per informazione che nell'analisi dati cosmologici esiste un termine detto Cosmic Variance (http://it.wikipedia.org/wiki/Varianza_cosmica), ovvero varianza cosmica, che include in un certo senso il principio antropico ed è atta a tenere conto del fatto che noi abbiamo all'atto pratico solo una realizzazione (o se volete una visione parziale) dell'Universo in cui viviamo.

[Enrico Corsaro]

Comprendo e per alcun aspetti condivido la tua prudenza Enrico. La scienza fa i suoi passi con i suoi tempi.
Ma, solo a livello personale naturalmente e basandomi con tutto quello che ho letto di scienza da oltre trenta anni a questa parte, non sono un sostenitore del big bang. Le onde gravitazionali per me rappresentano la stessa incognita della materia oscura: praticamente inesistenti.

Certamente è rispettabile ciò che dici. Fin tanto che non abbiamo evidenze dirette, tutto rimane speculazione e sono assolutamente d'accordo. In ogni caso, ragionando scientificamente fin tanto che una teoria non è provata, non possiamo comunque escluderla ;).

[Red Hanuman]

Era il Big Bang? Chiedi alla polvere
Pubblicati online i primi risultati del satellite ESA sull’emissione polarizzata della polvere a elevate latitudini galattiche. Risultati che pongono un pesante punto interrogativo sul segnale rilevato al Polo Sud da BICEP2, troppo contaminato per essere la firma inequivocabile delle onde gravitazionali primordiali
di Marco Malaspina


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Mappa del livello di contaminazione della polvere, estrapolato dai dati a 353 GHz, sulla polarizzazione della radiazione di fondo cosmico a microonde. In alto a destra, il cielo dell’emisfero galattico australe, con evidenziato il contorno (in nero) della regione osservata da BICEP2. Le finestre più promettenti, perché più pulite, sono i rombi colorati di blu. Crediti: Planck/ESA. Fonte: http://arxiv.org/abs/1409.5738


Doveva essere il segnale più antico dell’universo, l’eco dell’inflazione cosmica, la firma delle onde gravitazionali primordiali. E invece pare proprio che non sia altro che un’ombra su una finestra impolverata. O meglio: qualunque cosa ci sia là fuori, il vetro è troppo sporco per dire di che si tratta. A mettere una pietra tombale sull’entusiasmo generato dall’annuncio – declamato a gran voce sei mesi fa da Harvard dai ricercatori di BICEP2, nel corso di una conferenza stampa planetaria – della rilevazione dei modi B primordiali nel segnale in polarizzazione del fondo cosmico a microonde, è un lungo articolo caricato in rete questa notte dal team del satellite Planck dell’Agenzia spaziale europea. Un articolo molto atteso dai cosmologi, perché se è vero che dal 17 marzo scorso a oggi l’entusiasmo è andato via via scemando mano a mano che emergevano incertezze e perplessità, solo nei dati a nove frequenze di Planck si poteva discernere con ragionevole certezza l’origine di quel segnale: l’alba dell’universo, pochi istanti dopo il Big Bang, o più prosaicamente il pulviscolo galattico che ci avvolge?


Un dubbio, questo, che i cosmologi hanno avuto sin dai primissimi minuti della presentazione dei risultati di BICEP2. Risultati recepiti da subito con stupore, quando non proprio con scetticismo. Le perplessità erano dovute alla difficoltà enorme che comporta il rimuovere le contaminazioni dovute ai foreground galattici, primi fra tutti la polvere e il sincrotrone. Già, polvere galattica e radiazione di sincrotrone: queste le due bestie nere di BICEP2 ed esperimenti analoghi. La prima a frequenze un po’ più elevate, la seconda a frequenze più basse, entrambe imprimono sulle mappe della polarizzazione del cielo a microonde una firma dannatamente simile a quella che avrebbero dovuto lasciare, se il modello inflazionistico è corretto, le onde gravitazionali immediatamente successive al Big Bang. Per ridurre al minimo la possibilità di confondersi, esistono essenzialmente due metodi: il primo è dotarsi di strumenti per riconoscere le firme “false”, come fa Planck, mentre il secondo è di osservare il cielo solo attraverso le “finestre” più pulite. Ed è questo secondo metodo quello adottato da BICEP2.


C’è polvere sui vetri, anche ai piani alti


La più pulita, fra le centinaia di finestre di quel palazzo di vetro che è la Via Lattea, la galassia nella quale ci troviamo, era stata individuata dal team di BICEP2 in un pertugio visibile dal Polo Sud. Perché proprio quella? In parte, e qui la vicenda si tinge di giallo, grazie a una mappa in polarizzazione di Planck fuoriuscita anzitempo: non potendo attendere i dati ufficiali, infatti, i ricercatori di BICEP2, stando alla ricostruzione fatta da Adrian Cho su Science, hanno dovuto arrangiarsi con quel poco che avevano: un file pdf presentato durante una conferenza. Per ridurre ulteriormente la contaminazione da polvere e sincrotrone, i ricercatori di BICEP2 avevano inoltre progettato il loro esperimento così da essere sensibile alla frequenza meno disturbata dai due segnali di foreground: con rivelatori a 150 GHz, dunque una finestra “pulita” anche dal punto di vista della banda elettromagnetica, al di sopra del picco del sincrotrone e al di sotto di quello della polvere.


Certo, l’ideale sarebbe stato non essere costretti a una scelta. Bisognerebbe poter osservare attraverso tutte le finestre del palazzo di vetro e a molte frequenze. Ed è esattamente quello che ha fatto la missione Planck, con le sue survey a tutto cielo su nove frequenze, da 30 a 857 GHz. Ma anche Planck ha il suo punto debole: la sua sensibilità alla radiazione polarizzata è assai inferiore a quella di BICEP2. Insomma, quanto a polarizzazione, BICEP2 è disegnato per vedere cosa c’è fuori, Planck per caratterizzare lo sporco che c’è sulla finestra. Il risultato di questa seconda impresa è quello pubblicato oggi, e dice appunto che il “vetro sopra al Polo Sud” non era così pulito come si sperava, perlomeno per quel che riguarda la polvere.


«La pubblicazione dei dati a 353 GHz sulla polvere polarizzata ha messo in risalto che tutto o parte del segnale osservato da BICEP2 a 150 GHz, e attribuito dal team alla polarizzazione della radiazione di fondo cosmico nei modi B, potrebbe essere dovuto a polvere galattica che, ahimè, pervade tutto il cielo, anche regioni ad alte latitudini galattiche, prima ritenute prive di polvere», spiega Nazzareno Mandolesi, responsabile dello strumento a bassa frequenza a bordo di Planck (LFI) e associato INAF. «È invece confermato che il contributo dell’emissione da sincrotrone, l’altro contaminante galattico attivo a frequenze minori di 150 GHz, non contamina il segnale di BICEP2 per più del 2 percento».


Dobbiamo dunque concludere che BICEP2 non ha visto il segnale polarizzato? No, tutt’altro, i dati di Planck non inficiano in alcun modo la rilevazione del segnale a 150 GHz. È la sua origine che viene messa in discussione: non essendo irrilevante il contributo della polvere, la probabilità che sia dovuto a onde gravitazionali primordiali si riduce in modo significativo.


BICEP e Planck insieme a caccia di ‘erre’


Ma la conclusione più importante, almeno per il momento, non ha tanto a che fare con la cosmologia quanto con i rapporti fra i team dei due esperimenti. Se BICEP2 è più sensibile alla polarizzazione e Planck più capace di discernere fra background e foreground, pare proprio che per trovare i modi B primordiali – se davvero esistono – i due team dovranno sacrificare almeno in parte il pur stimolante spirito competitivo che li ha incalzati finora e cominciare a collaborare. Come già hanno iniziato a fare.


«Da agosto team ristretti di Planck e BICEP2 stanno lavorando assieme, nell’ambito di un MOU (memorandum of understanding) sottoscritto dal Planck Science Team e dai leader di BICEP2, con lo scopo principale di ottenere una stima scientificamente convincente del rapporto tensore-scalare primordiale, il cosiddetto “fattore r”, basato sulle misure di BICEP2 e di Planck nella regione di cielo osservata da BICEP2. Per poi arrivare a scrivere un lavoro comune, possibilmente in coincidenza con la release di dati Planck 2014», anticipa Mandolesi.


Concretamente, questo significa che l’accesso ai dati sarà reciproco, e nessuno dei due team dovrà più ricorrere a stratagemmi come l’estrazione da un pdf o da una slide presentata a un seminario. E se tutto va bene entro fine anno, probabilmente già prima o durante il convegno internazionale sulla polarizzazione a microonde in programma a Ferrara a inizio dicembre, avremo i primi risultati di questo inedito lavoro congiunto.

Articolo originale QUI (http://www.media.inaf.it/2014/09/22/planck-bicep2/).

[Enrico Corsaro]

Credo che SANDRO avesse postato questo articolo nel topic su BICEP2 (http://www.astronomia.com/forum/showthread.php?6139-I-risultati-di-BICEP2-alimentano-la-polemica-sul-multiverso/page8) e ne stavamo discutendo li ...

[Red Hanuman]

Giusto, c'era solo il link e mi era sfuggito.
Lascio a voi decidere se continuare qui o proseguire di là. ;)

[Enrico Corsaro]

Si possono in caso spostare i post "nuovi" da un topic all'altro? Penso sarebbe più facile proseguire il discorso da qui, dato che quel topic è arrivato all'ottava pagina. Che ne dici?

[Red Hanuman]

Direi che condivido l'idea. Procedo.;)

[Gaetano M.]

Questo articolo influenza sicuramente anche questa discussione: http://astronomicamens.wordpress.com/2014/09/24/singolarita-e-orizzonte-degli-eventi-potrebbero-essere-un-mito/
Se confermato potrebbe, pare, costituire il legame cercato tra relatività e meccanica quantistica, mettendo in dubbio anche il Big Bang:biggrin: (Per la gioia di Sandro:))

[Enrico Corsaro]

Si stavo già visionando i lavori per poter fare un post a parte...vediamo meglio più tardi.

[Enrico Corsaro]

Qui c'è l'articolo su phys.org con qualche parola in più, anche se in inglese.

http://phys.org/news/2014-09-black-holes.html

Però occhio perchè è un argomento alquanto differente...

[Enrico Corsaro]

Attenzione, roba grossa pubblicata proprio oggi
http://arxiv.org/abs/1409.7025v1

Questi ricercatori pare abbiano rifatto i calcoli unendo i dati BICEP2 a quelli Planck ed escludendo così la possibilità dell'esistenza di onde gravitazionali nel modello inflazionario con un buon margine di confidenza. Non è ancora nulla di sicuro, sembrerebbe che questo lavoro sia stato fatto nel giro di 3 giorni (il che sarebbe veramente da folli!). Vedremo cosa succederà nei giorni a seguire ;).