Data fra Planck-satellitten afviser teorien om en fjerde neutrinotype

Fysikere, der havde håbet på en fundamental ny forståelse af universets udvikling, blev skuffet i denne uge, hvor forskerne på en konference i Italien diskuterer de seneste analyser af Planck-satellittens data.

Der er intet, der tyder på eksistensen af en fjerde neutrinotype, som flere har formodet. Plancks data har afvist, at visse signaler observeret med Nasas Fermi-satellit og AMS-modulet placeret på Den Internationale Rumstation er tegn på tilstedeværelsen af mørkt stof i universet.

Mest nedslående af alt var måske, at den videnskabelige analyse af Plancks data slet ikke var kommet så langt, at man kunne udtale sig mere præcist for eller imod den voldsomme udvidelse af universet, som mange astrofysikere formoder skete omkring 10^-36 sekunder efter big bang, hvor universet i løbet af 10^-32 sekunder antages udvidet 10^26 gange.

Det, forskere foreløbig har fået, er mindre justeringer til standardmodellen for universet, der kaldes lambda-CDM, hvor lambda står for den kosmologiske konstant (mørk energi), og CDM står for mørkt stof (cold dark matter). Men overordnet set bekræfter Planck, at modellen er forbavsende nøjagtig.

Astrofysikerne står derved lidt i samme situation som partikelfysikerne, som hidtil heller ikke har fået andet end en bekræftelse af deres standardmodel med LHC ved Cern, men intet nyt, der kan forene kvantemekanik og tyngdekraft gennem supersymmetriske partikler eller andre hypotetiske tanker.

»Jeg håbede, vi havde fundet noget unormalt,« forklarede den italienske kosmolog Nazzareno Mandolesi ifølge Science, da han mandag beskrev de nye resultater fra Planck-satellitten.

»Det er forbløffende, at vi kun behøver de seks parametre, der indgår i lambda-CDM, til at beskrive universet,« sagde astrofysikeren Lyman Page fra Princeton University i USA.

Gravitationsbølger sendt til hjørnespark

Forskere og videnskabelige tidsskrifter verden over havde håbet, at fremlæggelsen af data på konferencen kunne have afklaret tilstedeværelsen af gravitationsbølger i form af såkaldte primordiale B-bølgetyper i den kosmiske baggrundsstråling.

Disse bølger vil nemlig være tegn på inflationsprocessen i det tidlige univers og dermed en god forklaring på, at universet i dag stort set ser ens ud i alle retninger, da de forskelle, der var, før inflationsprocessen gik i gang, blevet jævnet ud under den enorme udvidelse.

Amerikanske forskere påstod tidligere på året, at de havde observeret primordiale B-bølgetyper med et teleskop placeret på Antarktis. Af flere fysikere blev det anset for at være en opdagelse, der overgik opdagelsen af Higgsbosonen på Cern i 2012.

Senere kom det dog frem, at det i virkeligheden var støv i universet, der havde givet anledning til en mistolkning af data.

Læs også: Sensationelt Big Bang-signal var sandsynligvis bare støv

Indtil for et par uger siden var det ventet, at data knyttet til tilstedeværelsen af disse primordiale bølgetyper ville blive fremlagt på konferencen. Nu ser det ud til, at det først sker engang i det nye år.

Planck og WMAP er enige

Det er ikke første gang, at den kosmiske baggrundsstråling er målt med satellitter.

Nasa har tidligere haft to missioner til samme formål. Den seneste var Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), der opsamlede data fra 2001 til 2010.

Planck er mere nøjagtig end WMAP, og da Planck-forskerne i marts 2013 fremlagde de første analyser, justerede de noget på de værdier, som WMAP havde givet, for universets alder og for andelen af almindeligt stof, mørkt stof og mørk energi.

De nye Planck-data har nu reduceret forskellen mellem WMAP og Planck til mindre end den statistiske usikkerhed.

Det kan således slås fast med sikkerhed, at universets alder er 13,8 milliarder år, og det består af 4,9 pct. almindeligt stof, 26,6 pct. mørkt stof og 68,5 pct. mørk energi - med Plancks data som de mest præcise.

Læs også: Unikke satellit-data fastslår universets alder med hidtil uset nøjagtighed

Allerede sidste år kom det frem, at Plancks data ikke tydede på tilstedeværelsen af en fjerde neutrinotyper - ud over de tre kendte. Denne konklusion er nu yderligere styrket.

Resultatet er dog ikke kun mere af det samme, forklarer kosmologen David Spergel fra Princeton University, som ikke selv er involveret i projektet, til New York Times.

Plancks meget nøjagtige data udelukker eksempelvis tilstedeværelsen af partikler af mørkt stof med energier, som Fermi-satellitten og AMS-modulet har indikeret kunne findes ud fra målinger af bl.a. positroner i universet.

Der må derfor findes andre forklaringer på disse observationer - og i takt med, at området for mørkt stof indsnævres, stiger forventningen om, at der snart må komme en afklaring på, hvad mørkt stof er.

Forskerne bag Planck vil mere indgående beskrive deres analyser i en række videnskabelige artikler, der indsendes til tidsskriftet Astronomy & Astrophysics 22. december. Det bliver dog først tidligst til januar, at de længe ventede analyser af polatisationsdata, der kan vise tilstedeværelsen af de såkaldte primordiale B-bølgetyper, bliver fremlagt.

Nogle forskere som Uros Seljak fra University of California, Berkeley, formoder, at Plancks data for gravitationsbølger ikke vil være i stand til at påvise inflationsprocessen med sikkerhed, men måske nok kan afvise visse modeller herfor.

»Det vil ikke være så sjovt som at opdage gravitationsbølger, men dog være et fremskridt,« siger han.

Emner : Universet