Ya puedes disfrutar del vídeo de mi charla «Lo siento Planck, pero no me lo creo» en el evento de divulgación científica Naukas Bilbao 2013. Todo un éxito que demostró a propios y extraños que la ciencia y el escepticismo interesan cada día más. Yo he disfrutado mucho y he aprendido muchas cosas. Te animo a ver todas las charlas que han sido grabadas con gran calidad por la EITB. El pésimo título de mi charla oculta que su contenido versa sobre el consenso científico en las grandes colaboraciones de Big Science. Como siempre, permíteme una transcripción libre de su contenido.

Una de las grandes noticias científicas del año 2013 ha sido la publicación en marzo del mapa del fondo cósmico de microondas obtenido por el telescopio espacial Planck de la Agencia Europea del Espacio (ESA). El fondo cósmico de microondas nos muestra cómo era el universo cuando sólo tenía 380.000 años e incluye detalles de cómo evolucionó desde los primeros instantes del big bang.

El universo estaba formado por un plasma caliente opaco a los fotones. A los 3000 Kelvin de temperatura se volvió transparente a los fotones porque ocurrió la (llamada) recombinación. Los electrones y núcleos ligeros que formaban el plasma se unieron formando los primeros átomos ligeros. Como si se tratara del fogonazo del flash de una cámara de fotos, estos fotones primordiales nos ofrecen una fotografía de cómo era el universo con sólo 380.000 años. Planck nos ofrece una fotografía de 50 Mega-píxeles.

Planck no puede ver el fondo cósmico de microondas directamente por que los fotones primordiales han recorrido el universo durante unos 13400 millones de años, mientras el universo se expandía y se enfriaba hasta los 2,7 Kelvin. Los detectores de Planck, llamados bolómetros, observan el cielo en 9 frecuencias diferentes, entre 30 GHz y 857 GHz. Planck ha obtenido 9 fotografías del cielo de las que hay que extraer mediante un complicado proceso de análisis y limpieza, llamado separación de componentes, la imagen del fondo cósmico de microondas. Hay que eliminar la emisión del polvo de la galaxia, las fuentes puntuales de microondas, corregir el efecto de la materia en cúmulos y supercúmulos galácticos que actúa como lentes gravitatorias, entre otros procesos.

Se han publicado 28 artículos numerados del 1 al 29. Falta el artículo número 11 que presenta la consistencia de los datos previa a los análisis (perdón por el palabro en la charla, la traducción correcta de consistency es coherencia, como se me aclaró tras la charla por un miembro del público; gracias de nuevo, amigo). Unas 1000 páginas de ciencia en 28 artículos las que falta un artículo que compara los resultados del telescopio espacial Wilkinson MAP y los telescopios en el desierto de Atacama ACT y SPT en el polo sur). ¿Qué información debería contener el artículo número 11? Comparar los resultados de WMAP y Planck de forma rigurosa requiere que las mismas técnicas de separación de componentes utilizadas por la Colaboración Planck sean aplicadas a los datos en bruto obtenidos por WMAP (5 mapas del cielo con bolómetros de resolución y frecuencia central diferentes de los 9 mapas del cielo de Planck). El resultado de esta comparación rigurosa puede sorprender a muchos.

Esta figura aparece en el artículo XI y en algunas charlas de miembros de la Colaboración Planck dedicadas a la coherencia de los datos (poca gente ha visto esta figura que sorprendió a muchos de los asistentes a Naukas Bilbao 2013). Hay diferencias, pero hay que restar ambas imágenes para hacerlas visibles. Una comparación técnica detallada debe aparecer en el artículo XI y a muchos nos gustaría poder leerla.

La ciencia requiere el consenso y la replicación independiente de los resultados. Como tenemos un único instrumento, se han obtenido cuatro mapas diferentes del cielo. Cuatro grupos de la Colaboración Planck han aplicado cuatro técnicas diferentes de análisis y separación de componentes a partir de los mismo datos en bruto de los bolómetros. El mapa oficial es el obtenido por la técnica SMICA. ¿Por qué ha sido elegido el mapa SMICA en lugar de los mapas SEVEM o NILC? Según el artículo XII, SMICA es el que más se parece a las simulaciones por ordenador basadas en el modelo cosmológico de consenso. No es una razón convincente. Debe haber más razones científicas que deben aparecer detalladas en el artículo XI de Planck. Algunas de las figuras han aparecido en muchas charlas en los últimos meses, pero no es lo mismo escuchar estas charlas que leer los comentarios técnicos en un artículo.

Hay muchas cosas que nadie cuenta pero que cualquiera que piense un poco en ello deducirá que son necesarias. El mapa oficial del fondo cósmico de microondas (SMICA) publicado por Planck contiene 50 Mp (Megapíxeles) de los cuales el 3% han sido pintados. Oyes bien, se ha utilizado un algoritmo de pintado por difusión que ha pintado dichos píxeles asumiendo anisotropías gaussianas regidas por el modelo cosmológico de consenso. Esta figura muestra la máscara utilizada, donde los píxeles en azul oscuro ha sido pintados. Cualquiera que desee analizar de forma independiente el mapa de Planck tiene que utilizar sólo los píxeles en celeste en esta máscara.

¿Cómo cambian los parámetros cosmológicos, las anomalías cósmicas y otros análisis cuando se usan los otros tres mapas? No lo sabemos, se ha usado SMICA salvo en casos excepcionales en los que también se ha usado NILC. Te recuerdo en el modelo cosmológico de consenso hay 6 parámetros que se estiman a partir del fondo cósmico de microondas; a partir de este ajuste se determina la edad del universo, el contenido de materia y energía, etc. Entre los seis hay dos parámetros, tau (profundidad óptica de recombinación) y As (amplitud de las fluctuaciones escalares primordiales), que no se pueden obtener por separado utilizando sólo información del fondo cósmico de microondas, es necesario utilizar su polarización (medida por los bolómetros de alta frecuencia de Planck). Pero la polarización no será publicada hasta junio de 2014. En los datos oficiales de Planck publicados en marzo de 2013 se ha utilizado la polarización obtenida por WMAP-9 (lo habrás visto muchas veces cuando se pone Planck+WP). ¿Cómo afecta haber usado dicha información de polarización a los resultados del CMB? Utilizando lentes gravitatorias débiles también se puede realizar la medida separada de tau y As, que da un resultado coherente con Planck+WP pero con un error mucho mayor. ¿Cómo cambiarán los parámetros cosmológicos (el diagrama tipo tarta del contenido del universo) en junio de 2014? Mucha gente cree que poco, pero no lo sabemos.

Hay una tensión entre los datos de Planck y los de WMAP-9 años, pues Planck se parece más a WMAP-7 años que a WMAP-9 años. ¿Por qué? Nadie lo sabe. Ambas colaboraciones han afirmado que lo están estudiando. Se ha llegado a decir que es posible que haya algún tipo de error sistemático, quizás envejecimiento de los detectores en WMAP, que haya falseado los resultados de los últimos años. Está en estudio. ¿Cómo afecta a los resultados de Planck cambiar la polarización WMAP-9 por la WMAP-7? No lo sabemos, pero el artículo número XI debería contener información sobre ello, pero no ha sido publicado.

¿Será publicado el arículo XI en los próxmios meses? Yo creo que no. ¿Por qué no ha sido publicado? Porque no se ponen de acuerdo algunos «jefes» de Planck sobre cómo justificar científicamente de manera rigurosa algunas de las decisiones que han sido tomadas. Todo padre cree que su hijo es el más guapo y el rigor científico no puede decidir esa cuestión. El consenso científico en las grandes colaboraciones es así, a veces no hay consenso y algunos tienen que dar su brazo a torcer, y otras veces algunos artículos muy interesantes (al menos para quienes estamos fuera) nunca ven la luz.