Primordiale Gravitationswellen?

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P_E_T_E_R

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Proof of Inflationary Universe To Be Announced Monday?

Rumors are racing through the physics and cosmology communities this weekend that long-sought, Nobel Prize-worthy evidence for cosmic inflation driving the Big Bang will be announced on Monday. A press conference for an unspecified "major discovery" is scheduled for noon EDT (16:00 UT) at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, just up the street from Sky & Telescope. We'll be there.

theguardian - Gravitational waves: have US scientists heard echoes of the big bang?

There is intense speculation among cosmologists that a US team is on the verge of confirming they have detected "primordial gravitational waves" – an echo of the big bang in which the universe came into existence 14bn years ago ... that would change the face of cosmology and particle physics.

The signal is rumoured to have been found by a specialised telescope called Bicep (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization) at the south pole. It scans the sky at microwave frequencies, where it picks up the fossil energy from the big bang.

For decades, cosmologists have thought that the signature of primordial gravitational waves could be imprinted on this radiation. "It's been called the Holy Grail of cosmology," says Peiris, "It would be a real major, major, major discovery.... The primordial gravitational waves have long been thought to be the smoking gun of inflation. It's as close to a proof of that theory as you are going to get." This is because cosmologists believe only inflation can amplify the primordial gravitational waves into a detectable signal.


Primordial Gravitational Waves?

BICEP

Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization (BICEP) is a cosmic microwave background (CMB) experiment. It has had three generations of instrumentation, consisting of BICEP1, BICEP2 and the Keck Array. The purpose of the BICEP experiment is to measure the polarization of the CMB. Specifically, it aims to measure the B-modes (curl component) of the polarization of the CMB. BICEP operates from the Amundsen–Scott South Pole Station.

Rumours started in March 2014 that BICEP have detected B-modes from gravitational waves in the early universe. An announcement is due on the 17th March from Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics.


Na schaun wir mal, hoffentlich ist das nicht wieder mal eine Ausgeburt von wunschvollem Denken. Das ist ja bei Kosmologen ein notorisches Übel ...
 
Gerade werden die wissenschaftlichen Details unter dem Titel "First Direct Evidence of Cosmic Inflation" vorgestellt. Die Pressekonferenz folgt wie gehabt in einer Stunde.
 
Das Fragezeichen im S&T Artikel wurde nun weggelassen - und hier ist das bestätigende Update zur Story:

UPDATE MARCH 17: All the rumors were true. The story below was written yesterday, before today's announcement that "primordial B-waves" have been found in the cosmic background radiation.

Key Signature of the Big Bang's Origin Discovered

So weit so gut, aber damit nicht genug, jetzt kommt wirklich starker Tobak:

On an even grander scale, "eternal inflation," which is now more or less the default model, predicts an infinite number of other Big Bang universes, separate from ours, continuing to erupt forever in an underlying matrix of the eternally inflating stuff that, at one particular point, gave birth to ours. (The concept of this "multiverse" was dramatically visualized in last week's Episode 1 of Cosmos.) Most other Big Bang universes might have very different physical properties from ours, expressing the vast number of different physical solutions to string theory as it's presently conceived.

Notes cosmologist Max Tegmark (MIT), And one of those theories, after Monday, may look a big step closer to being testable science that experimenters can get their "Parallel universes are not a theory — they're predictions of certain theories."


>> the vast number of different physical solutions to string theory as it's presently conceived

Das ist ja völliger Quatsch - was sollen denn das wohl für Lösungen sein? String theory hat bislang keine einzige brauchbare Lösung oder überprüfbare Vorhersage produziert, geschweige denn eine riesige Zahl davon, was auf dasselbe hinausläuft (=nutzlos!)

>> Parallel universes are not a theory — they're predictions of certain theories

Was wieder mal nur zeigt, dass solche Kosmologen ein aberwitziges Ego kultivieren und sich von einer relevanten und praktischen Wissenschaft völlig abgekoppelt haben
 
Spiegel - Urknall-Gravitationswellen

Die Gerüchteküche köchelt schon seit Tagen - nun hat ein amerikanisches Forscherteam seine Entdeckung offiziell verkündet: In der kosmischen Hintergrundstrahlung wollen sie Hinweise auf Gravitationswellen gefunden haben, die aus der Anfangszeit des Universums stammen.

Die Wissenschaftler hatten drei Jahre lang zwei Prozent des Himmels beobachtet. Wegen der besonders trockenen Luft am Südpol wählten sie dafür das in der Antarktis installierte Teleskops Bicep2. Sie suchten nach speziellen Mustern in der Mikrowellenstrahlung. Nun wollen sie diese B-Mode Polarisation genannten Signale auch gefunden haben. Die Muster seien durch Gravitationswellen entstanden, so die Forscher.




 
Zitat von P_E_T_E_R:
>> the vast number of different physical solutions to string theory as it's presently conceived

Das ist ja völliger Quatsch - was sollen denn das wohl für Lösungen sein? String theory hat bislang keine einzige brauchbare Lösung oder überprüfbare Vorhersage produziert, geschweige denn eine riesige Zahl davon, was auf dasselbe hinausläuft (=nutzlos!)

Hallo Peter,

was du hier schreibst ist massiver Stuss basierend auf Propaganda von Stringtheorie-Gegnern, die viele falsifizierbare Modelle aus der Stringtheorie nicht zur Kenntnis nehmen (wollen). Sorry.

Einige stringbasierte Inflationsmodelle wurden in der Vergangenheit bereits falsifiziert, z.B. DBI-Inflation, welche Non-Gaussianities produziert, die man nicht beobachtet hat. Mit den heutigen Ergebnissen hat es auch wieder einen Kahlschlag gegeben. Mehrere Inflationsmodelle aus der Stringtheorie sagen ein Tensor-Skalar-Verhältnis r<10^(-3) vorher und sind somit gestorben (wobei ich mir noch nicht sicher bin, wie es mit Multifeldinflation aussieht).

Mein Doktorarbeitsthema hat seit heute auf jeden Fall einen Richtungswechsel erhalten. Ich wollte nämlich String-Loop-Korrekturen in einem speziellen Inflationsmodell ausrechnen, aber das hat sich wahrscheinlich erübrigt.

Um noch ein weiteres Beispiel außerhalb von String-Inflation zu geben: In machen etablierten Szenarien zur Stabilisierung der Moduli (z.B. Large Volume Scenario) treten (generisch) Axionen auf, deren Menge durch die Messung von N_eff massiv eingeschränkt ist.

Somit hat deine Behauptung, Stringtheorie hätte "bislang keine einzige brauchbare Lösung oder überprüfbare Vorhersage produziert" nichts mit der Wirklichkeit zu tun.

Es ist wahr, dass die Stringtheorie für model building zunächst (!) viele Möglichkeiten zulässt. Wenn man sich jedoch genau damit auseinandersetzt, wird man feststellen, dass Planck-Daten und no-go-Theoreme (bzgl. Loop-Korrekturen z.B.) erhebliche Einschränkungen implizieren.


Imho sollte man die Stringtheorie wie die Quantenfeldtheorie als ein Konzept auffassen. Quantenfeldtheorien machen an sich auch erstmal keine konkreten Vorhersagen. Erst wenn man sich verschiedene Lagrangians und Parameter vorgibt kann man rechnen und falsifizieren.


MfG
Patrick
 
Zitat von PSM:
Hallo Peter, was du hier schreibst ist massiver Stuss basierend auf Propaganda von Stringtheorie-Gegnern, die viele falsifizierbare Modelle aus der Stringtheorie nicht zur Kenntnis nehmen (wollen). Sorry.
Sorry Patrick, mag sein, dass meine Kritik ungerecht und übertrieben ist.

Ich bin Experimentalphysiker (Teilchenphysik) und meine negative Einschätzung basiert im wesentlichen auf den unerfüllten Erwartungen und Frustrationen einer ganzen Physikergeneration.

Ich spreche dabei gar nicht mal von mir selbst, sondern von einer sehr großen Zahl von Kollegen in meiner Generation, insbesondere auch Theoretikern, die sich nicht nur skeptisch, sondern sogar sehr ungehalten über diese Entwicklung geäußert haben. In meiner langjährigen Praxis mit fundamentalen Experimenten in der Teilchenphysik hat String Theorie, for better or worse, jedenfalls nie auch nur einen Deut von Relevanz gehabt. Und soweit ich das übersehe, wird sich das in überschaubarer Zeit leider auch nicht ändern.

Mag sein, dass die Aussichten in Deinem Arbeitsgebiet etwas rosiger sind. Aber was nützt die Falsifizierbarkeit von ein paar verrückten Modellen, wenn die Theorie oder das Konzept einer Theorie insgesamt so wenig "predictive power" hat?

Vielleicht liege ich ja völlig falsch mit meiner Einschätzung, was die kosmologischen Aspekte dieser Theorie oder deren Konzept betrifft, ich habe in diesem Bereich wirklich keine Expertise. Vielen Dank für Deine konkreten Hinweise dazu. Das ist in der Tat allemal zielführender und nützlicher als Hearsay und Propaganda.

Nichts für ungut und mit freundlichen Grüßen,
Peter
 
Hallo Peter,

In meiner langjährigen Praxis mit fundamentalen Experimenten in der Teilchenphysik hat String Theorie, for better or worse, jedenfalls nie auch nur einen Deut von Relevanz gehabt. Und soweit ich das übersehe, wird sich das in überschaubarer Zeit leider auch nicht ändern.

Nun gut, die Stringskala (bzw. reduzierte Planckskala) kann halt nun mal auch weit über der TeV-Skala liegen.

Wie allerdings die Messung der B-Moden gezeigt hat, bestehen deutlich bessere Chancen, Vorhersagen von Theorien der Quantengravitation mittels kosmologischer Messungen zu prüfen.

Mag sein, dass die Aussichten in Deinem Arbeitsgebiet etwas rosiger sind. Aber was nützt die Falsifizierbarkeit von ein paar verrückten Modellen, wenn die Theorie oder das Konzept einer Theorie insgesamt so wenig "predictive power" hat?

Ja, man weiß tatsächlich erst mal nur, dass diese konkreten Modelle nicht funktionieren. Wie gesagt, hat man in der Stringtheorie trotzdem keine Beliebigkeit. Es ist nicht so, dass man jeden Tag ein neues Modell erfindet, das einigermaßen zu den Daten passt.

Im Falle des Large Volume Scenarios (siehe oben) wäre die Sache noch wesentlich dramatischer, sollte man Delta N_eff <0.1 (Tendenz fallend) messen. Das Modell (und es ist nicht irgendeines) hätte dann ein echtes Problem.

Natürlich wäre dann die Stringtheorie trotzdem nicht falsifiziert. Aber nochmal: Es verhält sich m.E. so wie mit einer QFT. Da ist die Beliebigkeit sogar noch größer als in der Stringtheorie (eine QFT eindimensionaler Objekte, wenn man so möchte), weil man in letzterer konkrete Wirkungen inzuschreiben hat, während man in der QFT anfangs Beliebigkeit hat (Eichgruppen, Higgs, SUSY, ...). Dass die QFT große Erfolge vorzuweisen hat, ist v.a. der Tatsache geschuldet, dass die Energieskalen experimentell zugänglich sind.


Hoffen wir, dass uns wenigstens die Kosmologie zu sagen vermag, wo's lang geht.


MfG
Patrick
 
Kurze Frage an die Physiker hier: Wie man so liest, will man in der Entdeckung, sofern sie bestätigt wird, auch Hinweise zur Bestätigung der Hawking-Strahlung, die man eigentlich immer nur von Schwarzen Löchern kennt, sehen. Kann man sich das dann so vorstellen, dass aus dem Vakuum ein Graviton-Anti-Graviton-Paar erzeugt wurde, welches durch die Inflation getrennt wurde? Durch wurde das Graviton real und zeigte sich als Gravitationswelle.
 
Kann das mal jemand einfach erklären?
Man is ja der Meinung daß die Gravitationswellen, die man entdeckt hat vom Urknall stammen. Ist das so richtig?

Dann stellt sich mir die Frage wie man die jetzt noch beobachten kann. Wenn das Universum kein Ende hat und die Wellen vor paar Billiarden Jahren erzeugt wurde, wie können wir sie jetzt noch "sehen"? Die werden noch nicht reflektiert und kommen zurück....
 
Re: Entdeckung nur ein Flop!

An diesem "alten" Artikel merkt man, wie rückständig astronomie.de manchmal ist :Trost:

http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.112.241101

Accounting for the contribution of foreground, dust will shift this value downward by an amount which will be better constrained with upcoming data sets.

Das war bereits im Juni 2014!

Weitere Artikel (mindestens seit September):
https://www.google.de/search?q=plan...-8&oe=utf-8&gws_rd=cr&ei=bEOfVNq0OsL1OOaDgYAP
 
Re: Entdeckung nur ein Flop!

Zitat von FrankSpecht:
An diesem "alten" Artikel merkt man, wie rückständig astronomie.de manchmal ist :Trost:
Naja, diese nicht mehr ganz neue "News" im Spiegel war ja auch nur im Jahresrückblick nochmal aufgeführt:

Das Jahr der Kometenlandung: Ein Deutscher erhält den Nobelpreis, ein Labor landet auf einem Kometen, eine vermeintliche Jahrhundert-Entdeckung entpuppt sich als Flop: Hier sind die bewegendsten Momente der Wissenschaft 2014 ...

 
Re: Entdeckung nur ein Flop!

Stimmt - so bin ich auch auf die Nachricht gestoßen. Aber besser spät als nie! Es werden doch so einige astronomische Säue durchs Dorf getrieben und man fragt sich vllt. später was draus geworden ist.

Thomas
 
Re: Entdeckung nur ein Flop!

Yes, it was too good to be true. The cosmic "discovery of the century" last March has officially blown up. Or will blow up next week when a new analysis of polarization in the cosmic microwave background is officially released.

BICEP’s Big Bang Finding Reduced to Dust

The BICEP team had thought that the patch of sky it examined was free of Milky Way dust that could add signals of its own to the telltale "B-mode" polarization patterns in the microwave background. That assumption of a clean sky was wrong, said members of Europe's Planck microwave-background team. The BICEP group had misinterpreted a preliminary dust map that the Planck researchers had shown at a conference.

The two groups combined forces to try to tease apart the extremely subtle signals involved. The Planck-BICEP collaboration will issue its final report in a few days. According to a leak on a Planck website (soon taken down but being widely reported on), the groups conclude that the Milky Way's messy dust signal could account for everything that the BICEP team has seen.

Following the news leak, Planck has put up this summary on its site:


Planck: gravitational waves remain elusive

 
Re: Entdeckung nur ein Flop!

Jetzt ist auch das Preprint zu dem angekündigten gemeinsamen PRL von BICEP2 und Planck freigeschaltet:

A Joint Analysis of BICEP2/Keck Array and Planck Data

Das schwülstige Abstract könnte direkt als Schablone für die Presseerklärung unseres Außenministers nach Verhandlungen mit den Konfliktparteien in der Ostukraine dienen: Wie verschleiert man mit möglichst vielen Worten, dass dabei wieder mal nichts Brauchbares herausgekommen ist! Dabei hätten vier Wörter gereicht:

>>> B-modes bite the dust! <<<

Siehe dazu auch: Cosmic Inflation Signal Just Dust
 
Re: Entdeckung nur ein Flop!

Hallo zusammen,

eigentlich ist "B-modes bite the dust" nicht ganz richtig, da BICEP2 diese ja wirklich gemessen hat. Nur die Behauptung, dass diese v.a. auf primordiale Gravitationswellen zurückzuführen sind, erwies sich wohl als falsch.

Interessanterweise ist das gemeinsame Paper der Planck- und BICEP2-Kollaborationen optimistischer (bezüglich der alten Messung) als die nachfolgenden Planck-Paper. Während in ersterem noch von einem bevorzugten Wert r~0.05 (nicht mal 2sigma) die Rede ist, erwähnen die Planck-Paper nur obere Schranken, die je nachdem, welche Daten man berücksichtigt zwischen r<0.08 und r<0.12 schwanken.
Zum Vergleich: Vor der "Entdeckung" der BICEP2-Kollaboration gab Planck eine obere Schranke von r<0.11 an.

Ergo: Ich denke, dass man auf BICEP2 sehr viel Rücksicht genommen hat, was das Update zu den Messungen anbelangt. Wenn man nochmals so einen Hype darum machen wollte wie vor einem Jahr, müsste ja ein Mitglied der BICEP2-Kollaboration wieder an Lindes Haustüre klopfen, um die Botschaft vorbeizubringen. Der Champagner müsste dann jedoch durch eine Torte ins Gesicht ersetzt werden. ;-)
[Wer das Video nicht kennt, guckt bei youtube unter Andrej Linde, BICEP2 o.ä. nach.]

Man kann nur hoffen, dass die Empfindlichkeit der zukünftigen Missionen zur Messung primordialer Gravitationswellen weiter zunimmt und man bis zu r<0.01 und weniger erproben kann.

MfG
Patrick
 
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