Una observación única, no confirmada de forma independiente, siempre debe ser tomada con cautela. Esta figura es el resultado principal observado por el telescopio BICEP2, la gran noticia de esta semana. El ajuste entre la teoría (curva roja con r=0,2) y los datos experimentales (puntos negros) es bueno para 40 < ℓ < 150, pero pobre en los tres puntos entre 150 < ℓ < 250 (que he marcado en rojo). ¿Por qué? BICEP2 está diseñado para estudiar los multipolos 40 < ℓ < 200 con similar precisión. Algunos físicos sospechan que puede haber algún tipo de sesgo en estos multipolos altos; quizás un error sistemático en los análisis.
En el seminario técnico se les preguntó por este asunto. La respuesta fue que este exceso para multpolos altos debe tener un origen estadístico (una fluctuación espuria), ya que al incorporar en los análisis los primeros datos de BICEP3 dicho efecto no se observa. Sin embargo, estos datos aún no han sido publicados (no lo serán hasta 2016).
La colaboración BICEP2 confía en su valor 0,1 < r < 0,3 obtenido con el ajuste presentado en la figura. Pero este valor es más alto de lo que muchos esperábamos (por ello BICEP2 se ha adelantado al telescopio Planck de la ESA). En mi opinión (yo no soy experto, ni tengo acceso a datos no publicados) esta figura sugiere un valor más pequeño (más próximo a 0,1 < r < 0,2); de hecho, la inflación caótica de Andrei Linde predijo hace 30 años un valor de r ≈ 0,1 y el telescopio Planck obtuvo el año pasado r < 0,11 al 95% CL.
Recuerda, el valor de r es una medida de la amplitud de las ondas gravitacionales generadas durante la inflación; en concreto es el cociente entre la amplitud los modos tensoriales (cuyo origen es el campo gravitatorio) y de los escalares (cuyo origen es el campo inflatón); si no hubiera modos B su valor sería r=0 y muchos físicos apostaban por un valor pequeño r=0,01. Habrá que esperar a que se repita la observación de BICEP2, en especial, por el telescopio espacial Planck, para confirmar que le valor de r es tan alto como r=0,2.
No soy el único a quien molesta el ajuste publicado por BICEP2: Matt Strassler, “BICEP2: New Evidence Of Cosmic Inflation!,” Of Particular Significance, 17 Mar 2014; Jester, “Curly impressions,” Résonaances, 17 Mar 2014; Matthew Francis, “Detection of primordial gravitational waves announced (Updated),” Ars Technica, 17 Mar 2014; Max Tegmark, “Good Morning, Inflation! Hello, Multiverse!,” Huffington Post, Blog, 17 Mar 2014; Renee, “B-eautiful tensors, ” Statistics, Space, Strings and Stuff, 17 March 2014.
Esta figura muestra el espectro de autocorrelación de los modos B observado por BICEP2 (los puntos marcados con B2×B2). Los tres puntos que he puesto en rojo están claramente por encima de la predicción teórica (curva en rojo a trazos). En esta figura muestran unas bandas de error mucho más grandes de lo que parece en la figura que abre esta entrada. Quizás estos grandes errores son los responsables de la desviación.
En el análisis de la relación entre el índice espectral escalar (ns) y el parámetro r, se ha utilizado un valor no constante para ns (una idea no estándar que fue presentada en el artículo XVI de Planck en 2013, llamada “running ns”, pues lo habitual era tomar ns como una constante). El ajuste publicado por BICEP2 depende de este tipo de análisis (que, repite, no es lo habitual), lo que también ha provocado críticas por parte de algunos expertos.
El índice espectral escalar (ns) mide cómo varían las fluctuaciones de densidad con la escala. Un valor ns=1 indica que las variaciones son iguales a todas las escalas (espectro con invarianza de escala). Los datos de Planck favorecen un valor ns=0,96 (descartando ns>1), que es compatible con los modelos más sencillos de la inflación.
Que el ajuste de los datos de BICEP2 sea mejor cuando el parámetro ns no es constante puede interpretarse como un descubrimiento. Pero también puede interpretarse como una señal de que algo no va bien en los análisis realizados.
Hay que recordar que estas observaciones requieren un análisis muy complicado en el que pueden fallar muchas cosas. Hasta que no se repita la observación de BICEP2 de forma independiente no se podrá hablar de un descubrimiento. La gran noticia de este año requiere una confirmación que otras grandes noticias (como el descubrimiento del bosón de Higgs) no requieren (porque fue observado por dos experimentos de forma independiente, CMS y ATLAS). En ciencia, los resultados únicos, por mucho hype que generen en la web y en los medios, deben siempre ser repetidos. Por ello, quienes hablan de un premio Nobel para este año a la inflación están bastante desencaminados.
PS: Un artículo aparecido el pasado 16 de marzo que analiza los datos de Planck y WMAP con el programa CosmoMC ha predicho un valor r ≈ 0,2 (valor observado por BICEP2), aunque con ns > 1 (en concreto, ns = 1,13). Habrá que estar al tanto a sus sequelas, pues ns>1 es muy sugerente y muchos pensábamos que estaba descartado con los datos de Planck. El artículo es Wen Zhao, Cheng Cheng, Qing-Guo Huang, “Hint of relic gravitational waves in the Planck and WMAP data,” arXiv:1403.3919 [astro-ph.CO], 16 Mar 2014.
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