Galaktisk støvkart: Aldri tidligere har polariseringen av radiobølgene som utgjør den kosmiske bakgrunnstrålingen, vært vist så detaljert som i dette bildet, basert på data fra romteleskopet Planck. Det lysende båndet midt på bildet tilsvarer Melkeveien, der det er mest støv.  Jo kraftigere lys, desto sterkere er radiobølgene polarisert. Bildet er laget av de norske kosmologene Ingunn Kathrine Wehus og Hans Kristian Eriksen. Det viser for første gang at støvet også polariserer lyset lenger unna Melkeveien, for eksempel nederst i bildet. I dette området ble målingene fra BICEP-2 gjort. Støvet her kan ha gitt et falskt signal av det forskerne trodde var gravitasjonsbølger fra universets første øyeblikk (Bilde: ESA/Planck Collaboration)
Galaktisk støvkart: Aldri tidligere har polariseringen av radiobølgene som utgjør den kosmiske bakgrunnstrålingen, vært vist så detaljert som i dette bildet, basert på data fra romteleskopet Planck. Det lysende båndet midt på bildet tilsvarer Melkeveien, der det er mest støv. Jo kraftigere lys, desto sterkere er radiobølgene polarisert. Bildet er laget av de norske kosmologene Ingunn Kathrine Wehus og Hans Kristian Eriksen. Det viser for første gang at støvet også polariserer lyset lenger unna Melkeveien, for eksempel nederst i bildet. I dette området ble målingene fra BICEP-2 gjort. Støvet her kan ha gitt et falskt signal av det forskerne trodde var gravitasjonsbølger fra universets første øyeblikk (Bilde: ESA/Planck Collaboration)

Nå kommer fasiten: Sannheten om skapelsen eller bare kosmisk støv?

Var de sensasjonelle funnene fra universets første øyeblikk bare støv i vår egen melkevei?  Nye resultater fra romsonden Planck gjør det mulig å se bak støvet, og finne et sikkert svar.

Publisert

Diskusjonen har pågått i noen måneder: Har virkelig forskerne bak eksperimentet BICEP-2 for første gang sett gravitasjonsbølger, bølger av tyngdekraft blåst opp til kosmiske dimensjoner?

I dag legger norske forskere fram resultater som kan avgjøre om denne oppdagelsen står eller faller.

Våren 2014 kom de overraskende resultatene fra radioteleskopet BICEP på Sydpolen: Forskere hadde studert den kosmiske bakgrunnsstrålingen, og funnet spor av gravitasjonsbølger fra universets første øyeblikk.

Nobelstemning i lufta

Funnet spredde tilsvarende sjokkbølger i fagmiljøene. Var dette mulig? Gravitasjonsbølger oppstår bare når tyngdefeltet er enormt, slik det var i de aller første tider. Da var universet på størrelse med et atom.

–Det var Nobelstemning i lufta, forteller Hans Kristian Eriksen, professor ved Institutt for teoretisk astrofysikk på Universitetet i Oslo. Sammen med forskerne Ingunn Kathrine Wehus ved Jet Propulsion Laboratory (NASA), Per Lilje og Frode Hansen ved Universitetet i Oslo legger han fram resultatene fra romsonden Planck på konferansen med samme navn – Planck 2014 i Italia.

Nesten surrealistiske teorier om hvordan universet utvidet seg ufattelig raskt i løpet av en milliarddels milliarddels milliarddel av et milliondels sekund, ble bekreftet for første gang av BICEP-2. Blir det påstått.

Støv i Melkeveien

Ganske snart begynte imidlertid ryktene å summe: Var resultatene feil? BICEP-2 hadde sett hvordan radiobølgene som utgjør den kosmiske bakgrunnsstrålingen, svingte i bestemte retninger. De var polarisert.

Polariseringen tegnet store mønstre. Disse mønstrene tolket forskerne som sporene av gravitasjonsbølger, blåst opp og frosset inn i tiden da universet utvidet seg.

Problemet er bare at mønstrene kan ha en mye mer nærliggende og prosaisk forklaring. Den kosmiske bakgrunnsstrålingen – radiobølgene – kan bli polarisert når de går gjennom støvet mellom stjernene i vår egen melkevei.

Så hva er fasiten? Blir det Nobelpris eller skuffelse? Forskerne har i månedsvis sett mot himmelen etter fasiten. De har sett mot den europeiske romsonden Planck.

Planck-satellitten har registrert data siden 13. august 2009.  (Foto: ESA)
Planck-satellitten har registrert data siden 13. august 2009. (Foto: ESA)

Ser bakenfor støvet

Halvannen million kilometer fra jorda, langt bortenfor månen, henger den nå død og utbrent i sin bane. Men helt fram til 2013 rettet den radioantennen mot universets fjerneste egner, og målte den kosmiske bakgrunnsstrålingen. Også den viktige polariseringen.

Nå, for første gang, publiserer Eriksen og hans kolleger resultatene fra de enorme mengdene data. De har tørket støv av dem. Kosmisk støv.

– Vi har laget det hittil mest detaljerte kartet som viser hvordan støvet polariserer radiobølgene i den kosmiske bakgrunnsstrålingen. Dermed kan denne effekten trekkes fra, og vi kan se bakenfor støvet, forteller han.

Ser bortenfor støvet: I dette bildet er forstyrrelsene fra støvet i Melkeveien fjernet, slik at vi ser den virkelige polariseringen av den kosmiske bakgrunnsstrålingen. De to bildene gir til sammen et bilde av både styrken og retningen på polariseringen. Før den endelige dom over BICEP-2 kan felles, må dette kartet sammenlignes med signaler som er enda ti ganger svakere. Forskere fra Planck og BICEP-2 vil samarbeide om dette, og resultatene ventes om noen måneder. (Foto: (Bilde: ESA/Planck Collaboration))
Ser bortenfor støvet: I dette bildet er forstyrrelsene fra støvet i Melkeveien fjernet, slik at vi ser den virkelige polariseringen av den kosmiske bakgrunnsstrålingen. De to bildene gir til sammen et bilde av både styrken og retningen på polariseringen. Før den endelige dom over BICEP-2 kan felles, må dette kartet sammenlignes med signaler som er enda ti ganger svakere. Forskere fra Planck og BICEP-2 vil samarbeide om dette, og resultatene ventes om noen måneder. (Foto: (Bilde: ESA/Planck Collaboration))

– Dårlig nytt for BICEP-2

Med andre ord: Det Eriksen og kollegene hans har laget, er den fasiten som kan brukes for å felle den endelige dommen over funnene fra BICEP-2.

– Vi ser blant annet at det er støv i området der BICEP-2 har gjort målinger.  BICEP-forskerne trodde dette området var støvfritt. Dessuten ser vi at det er mye kraftigere polarisasjon fra støvet enn forskerne har trodd, forteller Eriksen.

Dette er dårlig nytt for BICEP-2, men det er ennå for tidlig å felle den endelige dommen, understreker han.

Støv med støy

– Nå skal forskerne i Planck-teamet og forskerne bak BICEP-2 samarbeide for å sjekke resultatene, sier Eriksen.

– Det vil trolig ta enda noen måneder. Vi har riktignok laget et kart som viser polariseringen når effekten av støvet er fjernet, men de sporene av gravitasjonsbølger som forskerne i BICEP-2 leter etter, er rundt ti ganger svakere enn det Planck klarer å måle, sier Eriksen.

Derfor må resultatene renses enda bedre, ikke bare for støv, men for støy. Kartleggingen har presset instrumentene på romsonden Planck til det ytterste, og enda litt lenger.

Rensing av data

– For å se polariseringen av radiobølgene, må vi trekke fra de mye kraftigere radiosignalene som oppstår som en slags radioglød i den tynne, svakt oppvarmede gassen mellom stjernene, sier Eriksen.

– Problemet er at denne sterkere termiske radiogløden lekker over i det polariserte signalet. Dessuten ble ikke instrumentene på Planck justert inn nøye nok før romsonden ble skutt opp, forteller han.

Dermed må data gjennom enda flere rensinger, som trolig er ferdige neste år. Heldigvis har Planck flere forskjellige instrumenter som kan kontrolleres mot hverandre. De kan også kontrolleres mot resultater fra andre radioteleskoper på bakken.

Alle vil vite sannheten

Det er mye prestisje og stor fallhøyde hvis de sensasjonelle funnene fra BICEP-2 viser seg å bokstavelig talt støve ned. Men Eriksen er ikke redd for at personlige ambisjoner skal farge sluttresultatet.

– Samarbeidet mellom de rundt 200 forskerne tilknyttet Planck og forskerne bak BICEP-2 sikrer mot dette, sier han.

– Dessuten, hvis noen ble fristet til å skjønnmale resultatene, ville andre forskere oppdage det ganske raskt. Flere vil sjekke disse resultatene. Forskerne bak BICEP-2 er like interesserte i å få vite sannheten en gang for alle, og ikke tvære ut usikkerheten, sier Eriksen.

Lenker

Nettsidene til Planck-sonden, fra ESA

Nettsidene til BICEP2-instrumentet på Sydpolen, fra Harvard University