La diferencia entre Planck y WMAP-9 para el fondo cósmico de microondas

Dibujo20130704 difference map between Planck NILC and WMAP9 ILC - bottom with WAMP KQ85 mask

Diferencia entre los datos de Planck y WMAP-9 para el fondo cósmico de microondas. Fuente: arXiv:1305.4033

Nadie sabe el porqué, pero hay una diferencia mayor de la esperada entre el fondo cósmico de microondas (CMB) observado por Planck (publicado por ESA en marzo de 2013) y por WMAP-9 (publicado por NASA en diciembre de 2012). Suponiendo que los datos de Planck son más fiables, los datos de WMAP-9 presentan un dipolo cuyo origen es desconocido, pero se cree que debe ser resultado de algún tipo de contaminación. De hecho, comparando los datos de WMAP-9 y WMAP-7 también se observa dicho dipolo, aunque con menor amplitud. La comparación se ha realizado filtrando los datos de Planck para que su resolución coincida con la de WMAP-9. La diferencia entre ambos es la responsable de que según Planck haya más materia oscura y menos energía oscura en el universo de lo que indicó WMAP-9. Más información técnica en Anne Mette Frejsel, Martin Hansen, Hao Liu, “Consistency tests for Planck and WMAP in the low multipole domain,” arXiv:1305.403317 May 2013, y en András Kovács, Julien Carron, István Szapudi, “On the Coherence of WMAP and Planck Temperature Maps,” arXiv:1307.1111, 03 Jul 2013.

Dibujo20130704 difference map between Planck WMAP9 ILC and WMAP7 ILC - bottom dipole smoothed

Esta figura muestra la diferencia entre WMAP-9 y WMAP-7 (recuerda que son los datos del CMB observados por WMAP tras 9 años y tras 7 años de observación). La diferencia tiene una amplitud máxima de 0,01 mK, cuando entre Planck y WMAP-9 la diferencia alcanza los 0,03 mK. Aún así, la presencia de este dipolo es sospechosa y podría ser indicativo de que existe algún tipo de contaminación en los datos de WMAP-9 que ha sesgado nuestro conocimiento sobre el contenido del universo.

Dibujo20130816 WMAP 9 year data for temperature auto-correlation is plotted with WMAP -red- and Planck -blue- best fits

Comparando los datos de WMAP-9 con los de Planck asumiendo la validez del modelo de consenso ΛCDM se observa una diferencia al nivel de 3 σ, que desaparece si se multiplica la señal de WMAP-9 por un factor de 1/1,024 = 0,976 (la diferencia entre el primer pico acústico observado por ambos experimentos). Este resultado es curioso y apunta a algún error sistemático en las medidas de WMAP-9, pues todo el mundo asume que las de Planck son mucho más precisas. Sin embargo, no todo el mundo está de acuerdo con esta interpretación. Si se tiene en cuenta la variación cuadrática de esta amplitud la discrepancia se reduce a sólo 1 σ, lo que indica que ambos resultados son consistentes entre sí, como nos muestran Dhiraj Kumar Hazra y Arman Shafieloo, “Test of Consistency between Planck and WMAP,” arXiv:1308.2911, 13 Aug 2013.

Dibujo20130816 Plots using Planck best fit as mean function to fit WMAP-9 and Planck data considering a Crossing function of the second orderEstos físicos coreanos han supuesto una variación cuadrática de la amplitud del primer pico acústico (han usado un polinomio en la base de Chebyshev con tres coeficientes C0, C1 y C2, en los que C0 corresponde a la variación en la amplitud del pico). Suponiendo fija la amplitud del pico (C0=1) se observa la discrepancia a 3 sigmas, como se muestra en la gráfica de arriba de esta figura. Sin embargo, permitiendo una variación de los tres coeficientes (C0 variable) la discrepancia se reduce a 1 sigma, como se muestra en la gráfica de abajo de esta figura. En estos ajustes se ha tomado el modelo de consenso ΛCDM de Planck como “exacto” y se ha utilizado para ajustar los valores de C1 y C2 usando los datos observados de Planck (en verde en las figuras) y WMAP-9 (en azul).

Como es obvio, este tipo de análisis no resuelve la cuestión de fondo. Hay una mayor diferencia entre WMAP-9 y Planck de la esperada y ahora mismo hay grupos de investigación de ambas colaboraciones que están tratando de descubrir el porqué.

19 pensamientos en “La diferencia entre Planck y WMAP-9 para el fondo cósmico de microondas

  1. Me gustaría llegar a entender por qué, en todo este tema, se descartan tan alegremente posibles contaminaciones de origen local.

    • Dr. Penwilziasson, ¿a qué te refieres con “contaminaciones de origen local” del CMB?

      • Sé que la crítica que traducí es un poco ácida, por decirlo suavemente, y la alternativa que plantea puede parecerte… bueno no sé, dejémoslo en poco probable, pero todo apunta a que el sistema solar ha dejada su impronta en el, en mi opinión mal llamado fondo “cosmico” de microondas.
        La famosa gráfica de las anomalías acentuadas y su correlación con el plano de la ecliptica ha suscitado comentarios del tipo:
        “Por qué las características del CMB deberían verse reflejadas en nuestro Sistema Solar no se comprende. … Se me pidió explícitamente no decir nada sobre Dios en esta charla—cosa que acabo de incumplir.”
        Adivinen quién es el autor…

      • Amigo Roberto, la crítica que traduciste junto con todo lo que publicas en tu blog es pura basura sin sentido. Lo que tu publicas es un solo un montón de “pajas mentales” producto de una ignorancia absoluta sobre Física y toneladas de conspiracionismo paranoico (que si la ciencia miente, que si el “mainstream” nos engaña y toda esa basura). Fijaros en una de las “perlas” de nuestro amigo: “Por decirlo de otra manera, el giro de la Tierra y su forma esférica tienden a atraer la carga ambiental hacia los polos. Los fotones entran por el polo sur, y los antifotones por el norte. Dado que el campo ambiental es más rico en fotones aproximadamente en un 50%, tenemos más tráfico de de fotones en el sur. Este tráfico de fotones luego se recicla a través del núcleo, y sale más intensamente a 30ºN.”
        Y se queda tan ancho :D. Eso podría tener hasta gracia si no reflejara la absoluta ignorancia sobre ciencia que existe por todos sitios, lo peor de todo es que en lugar de reconocerlo y aprender se ponen a insultar al “mainstream” e ¡ incluso de verdad se creen que lo que dicen es cierto y lo que dicen los Físicos es falso !
        Amigo, te aconsejo que estudies algo de Física, aunque solo sean fundamentos básicos, solo así te darás cuenta de lo ridículo de tus afirmaciones y solo así podrás empezar a entender como funciona la naturaleza.

    • Penwilziasson si te refieres al llamado “eje del mal” los físicos no han descartado ni muchísimo menos su origen “local”. De hecho, en mi opinión la creencia general es que es debido a algún error sistemático y los propios físicos son los más interesados en encontrarlo.

      • Vamos a ver, descalificar no sirve de mucho. Además, hablando seriamente, hay cosas que se descalifican solas, yo creo que ni vale la pena entrar al trapo. Dicho todo lo cual, existen fuentes de microondas en nuestro sistema solar, se supone que están localizadas y sus efectos descontados, que esto se toma muy en serio lo dice el mero hecho de situar a los satélites por ejemplo en puntos de Lagrange o incluso más lejos para eliminar cualquier interferencia terrestre.

        Ahora, ¿podemos estar seguros de que hemos eliminado todas las contaminaciones locales y que estamos viendo realmente el “fondo cósmico” tal y como es? Que en los datos salga descaradamente la eclíptica a mi me parece un artefacto como la copa de un pino, pero si en vez de debatir empezamos a revolver el lodazal…

        Yo cada día creo más que muchas teorías conspiranoicas están elaboradas adrede (y difundidas con cargo al presupuesto) precisamente para llenar todo de basura y que no se discuta seriamente un tema. ¿Quiere uno ocultar el Área 51? Pues nos inventamos una historia demencial y psicótica y tenemos la cortina de humo perfecta: una persona normal va a huir del tema como de la sarna y además es una mina para todos los piraos, que se encargan de expulsar a los pocos razonables que se hayan quedado.

        El tema es si verdaderamente la estamos cagando por todo lo alto. Pues por lo menos, abordar y descartar al límite de lo humanamente posible. Digo yo.

    • Mire, señor Roberto. En lugar de jugar con los mayores, vaya a la escuela. ¿O es que de verdad se cree las tonterías de su blog? De todas formas, la vida depende de los prejuicios que uno tenga, si Vd. es feliz con sus ideas, eso está bien. Pero si intenta entrar en un foro de ciencia como éste, acepte las reglas. Y para empezar, sus ideas son totalmente erróneas y chocan con cualquier noción no ya moderna sino clásica de la física del electromagnetismo. Lea a Faraday o algún libro de Física en serio, pero aprenda las matemáticas adecuadas y comprenda lo que quieren decir…

      • Nada nada, si nadie me dice qué ideas son las erróneas y por qué me parece que no incumplo ninguna regla.
        Sin embargo aquí veo mucho que se cree que porque discrepe no me he leído ni he estudiado nada… Pero de prejuicios está el mundo lleno.
        Os insto a discutir sobre los temas que se tratan y no sobre mi persona y mi aparente total falta de conocimientos.
        Si no, PLONK everywhere, y seguiré escribiendo sobre lo que me interese, si me dejan, que creo que no le he faltado el respeto a nadie.

      • Roberto, sin ir más lejos en el simple párrafo que te puse arriba de ejemplo hay un montón de cagadas y sinsentidos: el fotón no tiene carga eléctrica por lo que no “sienten” el campo magnético terrestre, el fotón es su propia antipartícula por lo que no tiene sentido hablar de fotones y antifotones, por supuesto los porcentajes y la terminología como “carga ambiental” y cosas así tampoco tienen sentido… Por cierto, ¿de quien has traducido el “artículo”? ¿De “chiquito de la calzada”? :D

  2. Roberto. No te voy a pedir que aprendas un poco de Física porque puede que lo tuyo sea más bien la cocina, dado que las empanadas mentales te salen exquisitas. Pero si te pediría que, por lo menos, aprendas a escribir sin dar zapatazos al diccionario de nuestro idioma. No se dice “la critica que traducí” sino “la crítica que TRADUJE”. Repasa un poco la conjugación del verbo traducir en vez de perder el tiempo jugando a ser físico.

  3. Y esto otro que comentas es también bastante absurdo, dejando claro que algunas cosas de cálculo sabes, pero por desgracia pone de manifiesto su insulsa ignorancia sobre cosas como el fundamento del cálculo, o lo que es el cálculo umbral.

  4. Como dice Francis, el verano es buena época para conversar, pero parece que también lo es para insultar y para desplegar la habitual lucha de egos. Esto demuestra que los científicos, estudiantes de ciencia y aficionados a la materia son seres humanos con sus virtudes y defectos. Eso sí, es responsabilidad individual el modo de generar karma, librarse de él o cargar con él por un tiempo indeterminado. Además, la suma de los karmas individuales crea un karma colectivo, esto conduce a que el objeto kármico adquiera velocidad uniforme y, por tanto, conviene quitarse del paso del mismo para que no nos aplaste, del mismo modo que el sentido común aconseja alejarse del morro de un tren que se dirige recto a nosotros a velocidad considerable.

    Al hilo de uno de los comentarios de planck me surgen un par de dudas. Dice que “el fotón no tiene carga eléctrica por lo que no sienten el campo magnético terrestre, el fotón es su propia antipartícula por lo que no tiene sentido hablar de fotones y antifotones”.

    Tengo entendido que ciertos fotones se desvían al chocar con los dos escudos electromagnéticos del planeta, luego parece que ciertos fotones sí sienten el campo magnético terrestre, pero claro, igual me equivoco.

    Si electrones y protones tienen antipartículas ¿por qué los fotones no tienen las suyas? ¿Esto se debe a que carecen de masa?

    • Artemio los fotones no pueden ser desviados por ningún tipo de campo magnético porque no tienen carga eléctrica. Lo que si pueden es ser “dispersados” por los electrones que sí son desviados por el campo magnético terrestre y que supongo que es lo que has leído por ahí.
      Si no me equivoco demasiado la razón principal de porque los fotones son su propia antipartícula es porque no tienen ninguna carga y tienen que conservar la simetría CPT.
      Respecto a lo del Karma… me parece que has visitado demasiado la página de Aramis Fuster o la de Mariló, esto es un blog de Física.

      • Lo que por supuesto debe darse (que supongo que es lo que querias decir con la absurdez esa del Karma) es un clima de diálogo positivo y respeto mutuo (exceptuando quizás a los magufos y revientablogs).

  5. planck, gracias por la respuesta. Consultaré por qué el fotón no tiene antipartícula, la CPT y el asunto de la desviación de ciertos fotones al chocar con el campo magnético terrestre. Respecto del karma tienes razón, me refería a no engrosar la cuenta de insultos que a nadie, y menos a este magnífico blog, beneficia.

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