Rumores en contra del resultado de BICEP2 sobre la inflación cósmica

Dibujo20140513 ESA Planck Map apparent magnetic field perpendicular orientation - 353 GHz polarization - planck

Adam Falkowski (a.k.a. Jester), autor del blog Résonaances, ha vuelto a lanzar un rumor (otro más). La colaboración BICEP2 reconoce que ha confundido la emisión del polvo galáctico como una señal de ondas gravitacionales primordiales. Por supuesto, debemos ser muy cautos con los rumores de Falkowski (a veces acierta, a veces falla). Como ya he retuiteado en Twitter, en este caso me parece que ha fallado. Por ahora no debemos preocuparnos por los datos de BICEP2 (aunque con toda seguridad el parámetro r = 0,2 observado bajará a un  valor más próximo a r = 0,1). El rumor lo puedes leer en Jester, “Is BICEP wrong?,” Résoonances, 12 May 2014; te recomiendo leer también sus dudas iniciales en “Curly impressions,” Résoonances, 17 Mar 2014; y por supuesto, ya que estás en ello, las mías propias en Francis, “Un poco de sal a la observación de BICEP2,” LCMF, 18 Mar 2014.

Te resumo lo que rumorea Jester. BICEP2 ha medido la polarización del fondo cósmico de microondas (CMB) en una pequeña región del cielo en el hemisferio sur utilizando un bolómetro de alta precisión, sensible a la polarización, ajustado a una sola frecuencia (150 GHz). El telescopio espacial Planck de la ESA dispone de cuatro bolómetros de menor precisión que son sensibles a la polarización ajustados a las frecuencias de 100, 143, 217 y 353 GHz.

La señal de modos B observada por BICEP2 tiene como fondo de ruido más importante la emisión de microondas del polvo galáctico (que en la región del cielo donde observa BICEP2 es bastante baja). Para eliminar esta emisión ruidosa lo habitual es comparar la señal de varios bolómetros con frecuencia creciente y hacer una substracción del ruido. Planck eliminará este ruido utilizando los mapas de polarización de los cuatro bolómetros de 100 a 353 GHz. Sus bolómetros son de mucho menor precisión que los de BICEP2, pero cubrirá todo el cielo en cuatro frecuencias, lo que le permitirá una estadística más  fiable así como eliminar el ruido  del polvo galáctico.

Dibujo20140513 esa planck 353 ghz polarization map - q u stokes parameters - planck

El rumor de Jester nace con la publicación de los datos de emisión de polvo galáctico de Planck en la frecuencia de 353 GHz, la más alejada a la medida de BICEP2 (Planck Collaboration, “Planck intermediate results. XIX. An overview of the polarized thermal emission from Galactic dust,” arXiv:1405.0871 [astro-ph.GA], 5 May 2014). Como se observa en las figuras, gran parte de la región del polo sur donde BICEP ha tomado datos no aparece en los mapas publicados por Planck. Cuidado, la razón no es que quieran evitar rumores como el de Jester. La razón es que en dicha región la emisión de polvo galáctico es de baja intensidad y el error instrumental de Planck es superior al 3%, es decir, comparable a la señal observada. En dicha región el efecto del polvo galáctico es muy pequeño y por eso fue la región elegida por la colaboración BICEP.

Dibujo20140513 apparent polarization fraction at 353 GHz - bernard - eslab 2013

El rumor nace de esta figura del año pasado (aparecida en la charla de J.-Ph. Bernard (Planck Collaboration), “The Planck Dust Polarization sky,” ESLAB 2013, 3 Abr 2013 [PDF slides]). En esta figura se muestra la señal de 353 GHz en todo el cielo (incluida la región observada por BICEP2). Pero hay que tener mucho cuidado. Como indica la figura no se ha eliminado la señal del fondo cósmico infrarrojo (Not CIB subtracted) y se trata de una figura muy preliminar en la que no se ha aplicado un criterio riguroso de eliminación de regiones con alto error estadístico. Por ello, el rumor de Jester se cae por su propio peso.

Lo siento por quienes están comparando el resultado de BICEP2 con el resultado de OPERA (sobre los neutrinos superlumínicos). Hay enormes diferencias entre ambos casos. Soy de la opinión de que el valor de r=0,2 es un poco alto y que podría ser consecuencia de la región de cielo observada, con lo que la observación del cielo completo podría bajar este valor a algo más próximo a r=0,1, pero tengo pocas dudas sobre la calidad de los análisis realizados por la colaboración BICEP.

Por cierto, para evitar confusiones, te recuerdo que el telescopio espacial Planck no puede reproducir la señal de BICEP porque el ruido de sus instrumentos es demasiado grande (sus bolómetros no tienen la sensibilidad suficiente). Lo que Planck puede hacer es observar los modos B en todo el cielo. Gracias a ello puede confirmar o refutar el resultado de BICEP de forma estadística, pero nunca puede confirmar o refutar la señal de BICEP. Cuidado, pues es fácil meter la pata con estas cosas.

PS: Como no, John Kovac (Universidad de Harvard), investigador principal de BICEP2, ha sido consultado en relación a estos rumores (por New Scientist). Su respuesta es rotunda: “No hemos hecho nada de eso” (en referencia a usar un mapa de la polarización del polvo galáctico obtenido por Planck en sus análisis). Ante la afirmación de Falkowski en su blog (“el rumor es que la colaboración BICEP ha admitido su error”), Kovac afirma con rotundidad que nadie en su colaboración ha admitido nada de nada. Su análisis es el mejor que podían hacer. Ahora es el turno de que el telescopio espacial Planck, o los telescopios terrestres SPT, PolarBear o los telescospios tipo BICEP instalados en Keck confirmen (o maticen) la señal de BICEP2. Más información en Lisa Grossman, “Rumours swirl over credibility of big bang ripple find,” New Scientist, 13 May 2014.

Adrian Cho, “Blockbuster Big Bang Result May Fizzle, Rumor Suggests,” Science NOW, 12 May 2014, nos cuenta que Clemente Pryke, cosmólogo de la Universidad de Minnesota, Twin Cities, co-investigador principal de BICEP, afirma que el rumor “es totalmente falso”. El equipo BICEP no está revisando su análisis, ni confiesa haber detectado ningún tipo de error. Por supuesto, Pryke reconoce que el mapa preliminar de la polarización del polvo galáctico obtenido por Planck fue utilizado en su estimación del ruido de fondo. El tema es espinoso porque la colaboración Planck no les suministró los datos y tuvieron que extraerlos de un fichero PDF de las transparencias de una conferencia. Pero sólo utilizaron dicho mapa para la estimación del ruido, nada más. El análisis de los datos no depende de este mapa.

Dibujo20140513 polarized dust foreground projections for bicep field - bicep2 paper - arxiv

Como afirmo en un comentario más abajo, la colaboración BICEP utilizó 6 modelos para estimar el efecto del polvo galáctico (FDS, BSS, LSA, PSM, DDM1 y DDM2) y sólo DDM2 usa datos de polarización obtenidos por Planck (el fichero PDF de la figura). Como se ve en esta figura (número 6 en el artículo BICEP2), incluyendo el efecto de lente gravitatoria para r=0,2, el ruido está claramente por debajo de la señal observada. Si el nuevo mapa de Planck hace que este ruido crezca (como no se ha publicado por estar en la zona de la máscara donde el error es muy grande), nadie debe esperar que crezca tanto como para invalidar la señal observada (sólo bajaría la certeza estadística en el valor r=0,2). Que nadie se engañe, si hay dudas sobre los resultados de BICEP2 no son debidas a usar una imagen de mala calidad obtenida por el telescopio espacial Planck para estimar el ruido de fondo.

 



9 Comentarios

  1. Francis, precisamente lo que Jester dice es que para eliminar la contribución de la emisión de nuestra galaxia el equipo de BICEP2 utilizó ese mapa preliminar y además lo hizo incorrectamente sin tener en cuenta que ese mapa podía mostrar también contribuciones de otras galaxias.
    Yo no tengo nada claro todo este asunto, ahora parece que el equipo de BICEP2 niega haber reconocido un error como Jester afirmaba.
    Por otro lado, parece haber cierta confusión sobre lo que la figura del año pasado realmente significa y que contribuciones exactamente recoge. ¿Se sabe exactamente cuales son los datos que BICEP2 ha tenido en cuenta para sustraer la contribución de nuestra galaxia?
    Es una pena que la competición entre los equipos de BICEP2 y Planck derive en una absoluta falta de colaboración que incluso roza el sabotaje. Es la doble cara de los grandes premios en ciencia: la competencia estimula el trabajo y el esfuerzo pero destruye la colaboración.
    Veremos como acaba esto, realmente sería una pena que uno de los mayores descubrimientos cosmológicos de la década se vaya a la basura por un error tan tonto.

    1. Planck, la colaboración BICEP utilizó 6 modelos para estimar el efecto del polvo galáctico (FDS, BSS, LSA, PSM, DDM1 y DDM2) y sólo uno de ellos usa datos de polarización obtenidos por Planck en el mapa indicado por Jester (DDM2); la figura 6 de su artículo compara la contribución de los 6 modelos con el valor medido (http://arxiv.org/abs/1403.3985). Huelgan las palabras.

      No se debe afirmar a la ligera que los datos de BICEP2 dependen del mapa de polarización del polvo galáctico de Planck (pues deja claro que no se ha leído el artículo técnico y se está hablando por hablar).

      1. Pero Jester afirma en los comentarios que DDM2 es el mejor de los modelos que el equipo de BICEP2 ha utilizado: “One comment: indeed, the issue affects only BICEP’s DDM2 foreground emission model. But DDM2 is what they single out in the paper as their best model. Recall that in the original analysis using DDM2 shifts the central value of r from 0.2 down to 0.16. Now we know that their best model underestimates the foreground, so we know the significance must go down further. By how much, I don’t know. Various rumors place the significance of the corrected signal between 0 and 2 sigma”
        De todas formas creo que tienes razón en que esta vez Jester ha dado demasiada importancia al rumor quizás con un excesivo deseo de protagonismo y que el estudio de BICEP2 es más sólido de lo que Jester pretende demostrar. Esperemos que tengas razón, no todos los días tenemos anuncios tan gordos como el de BICEP2 y para una vez que te muestras optimista ante un nuevo e inesperado descubrimiento 😀

  2. Si el método científico obliga a la reproducción de un experimento, me causa extrañeza entender que la comprobación -en este caso- se va a realizar mediante un instrumental excesivamente diferente (T. E. Planck vs BICEP) y unos procedimientos asimismo diferentes.

    Tú mismo, Francis, lo dices en la última frase. ¿De qué manera, entonces, podrá servir el experimento del T.E. Planck para validar la del BICEP? ¿Tendremos necesariamente que esperar a BICEP2?

    Saludos

  3. Comentarios:

    1) Dudo que hayan cometido errores en BICEP2, serían una pifia mayor que la de OPERA, pero hay diferencias, como bien dices, Francis.

    2) Los vendemotos y los “antimainstream” ya están clamando contra las ondas gravitacionales (de las que hay evidencia indirecta en el pulsar de Hulse y Taylor y en la propia y supertestada relatividad gneral, por no mencionar otros motivos sólidos para no dudar de su existencia…). YO he tenido que decir a un “tipo” en facebook que eso de decir que las ondas gravitacionales no existen, by the face, con una teoría que se carga toda la teoría cuántica de campos SIN reproducirla en cierto límite asintótico es contra natura. Pero vamos, algunos que pretenden tener “su teoría” no entienden que los datos como los de BICEP son sólidos. Otra cosa distinta, es que los valores que observa BICEP sean “demasiado grandes”… Que sea r=0.1-0.2 o algo entre medias no es el punto… Sino que es no nulo. ¿Pueden haberla cagado como OPERA? Difícil, no imposible, pero difícil. Hay gente más experta que nosotros y pudieron haber saltado antes. Incluso aunque hayan sesgado los datos, y tratado mal el ruido, encuentro difícil de explicar una señal no nula por un cable mal configurado o un mal análisis por el procedimiento que siguieron. Fueron cuidadosos…Si se lee el artículo, así lo parece. Por supuesto, siempre puede haber un “failure”, pero tras la experiencia de OPERA, no creo que muchos que se juegan no ya su dinero sino el prestigio de un descubrimiento que puede marcar un hito y una generación se arriesguen a un escarnio público.

    3) Veremos. El juicio será experimental. No porque diga Jester que han metido la pata ha de ser verdad…No seamos como “otras personas”. Experimento, repetición y comprobación. No hay más. Si hay algo que no me gusta de cierto tipo de bloggers es cuando sueltan rumores típicos de tertulianos. Uno puede especular, claro que sí, en Ciencia. Lo hacemos mucho los teóricos, pero eso de decir que un equipo ENTERO se ha colado, es muy duro. Supongo que tendrá fuentes para decirlo, y no quiero pensar que es porque hay interés en que SEA otro equipo el que se lleve la gloria… En fin, la Ciencia metida en controversia… 🙂 Mientras no se llegue al mamorreo y la mala leche, será interesante… Ver si alguien encuentra un fallo en BICEP2 (yo también pienso como tú que la señal de BICEP2 quizás no sea tan grande, Francis, pero hay que esperar a nuevas observaciones para esto. ¿Cuánto tiempo? Espero que poco…).

    PS: No sé si si tendrá algo que ver, porque desconozco si Jester (de Renonaances) es proSUSY, pero hace unos días salió un artículo usando los datos y observaciones de BICEP2 para decir poco menos que el universo y el vacío que tenemos NO es supersimétrico. Puestos a pensar, ¿tiene algo que ver la crítica a BICEP2 y este ataque vehemente en toda regla con el asunto de que BICEP2 puede significar el fin de una era y la liquidación de la supersimetría on-shell o al menos a baja energía definitiva? Porque, seamos sinceros, otro de los grandes damnificados con los datos de BICEP2 en la mano es SUSY…Veo esto más factible, si Jester, Resonaances y “allegados” son proSUSY…El artículo no es precisamente de un don nadie, es de Lyth, un conocido teórico (leer el abstract y su divertida frase final -algo antiSUSY por cierto XD, aquí http://arxiv.org/abs/1403.7323)

    1. “pero eso de decir que un equipo ENTERO se ha colado, es muy duro.” … algunos llevan décadas diciendo que TODO el IPCC se ha colado (y se sigue colando). Bienvenido al club 😉

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 13 mayo, 2014
Categoría(s): ✓ Ciencia • Física • Noticia CPAN • Noticias • Physics • Science
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