20 januari 2022

Jim Peebles en Michael Turner over de CMB en BICEP2

Jim Peebles (r), Michael Turner (m), uw nederig scribent (l).

Afgelopen zondag werd in de Koepelkerk in Amsterdam het publiekssymposium over donkere materie gehouden en ik was daar door de organisatie in de gelegenheid gesteld een kort interview te hebben met twee pioniers uit de sterrenkundewereld, die hun sporen ruimschoots hebben verdiend, Jim Peebles en Michael Turner. Peebles eerste ‘daad’ dateert al van 1965, toen hij samen met Robert Dicke en David Wilkinson de door hen voorspelde kosmische microgolf-achtergrondstraling kon koppelen aan de door Arno Penzias en Robert Wilson kort daarvoor ontdekte ruis uit het heelal. Daarna heeft hij tal van bijdragen geleverd aan zaken zoals de nucleosynthese, de vorming van elementen tijdens de oerknal, de theorie van de vorming van grote structuren in het heelal en donkere materie. Turner is de kosmoloog, die in 1998 als eerste met de term donkere energie aankwam, nadat twee teams onafhankelijk van elkaar hadden ontdekt dat het heelal versneld uitdijt, een versnelling die een gevolg is van die mysterieuze donkere energie. Turner heeft zich vooral bezig gehouden met het verband tussen het allergrootste en het allerkleinste, tussen de kosmologie van het heelal en de elementaire deeltjes en de krachten daartussen. Ik sprak beide heren ’s ochtends in de koffiepauze in een zeer chique vergaderkamer, weliswaar maar tien minuten vanwege het krappe programma, maar voldoende om enkele interessante dingen van ze te horen.

Een kaart van de CMB, gemaakt met Planck. Credits: ESA, LFI and HFI Consortia (2013)

De ontdekking van de CMB

Mijn eerste vraag had betrekking op de ontdekking van de kosmische microgolf-achtergrondstraling (Engels: cosmic microwave background, CMB), de straling die een temperatuur heeft van 2,7 Kelvin en die een restant is van de hete oerknal, waarmee 13,8 miljard jaar geleden het heelal ontstond. Kortgeleden werd gevierd dat die ontdekking precies vijftig jaar geleden plaatsvond en ik vroeg de heren – met name Jim Peebles – hoe ze terugkeken op die ontdekking. Peebles begon te zeggen dat de ontdekking eigenlijk al eerder was gedaan, dat al in 1959 een eerste aanwijzing werd gevonden voor de CMB. Het was met name Peebles collega Robert Dicke die met de door hem ontwikkelde radiometer probeerde de straling waar te nemen, die achter zou zijn gebleven na de oerknal. Dat apparaat stond ook aan de basis van onze huidige mobiele telefoons, aldus Peebles. De ontdekking werd uiteindelijk gedaan met de radiometer van Bell Labs in New Jersey, door Penzias en Wilson. Turner wees er op dat het moeilijk is om iets te ontdekken waar je niet naar op zoek bent, iets wat serendipiteit wordt genoemd, iets wat Penzias en Wilson overkwam, die feitelijk naar iets geheel anders zochten – reflecties van radiostraling door weerballonnen. Zelfs door het reinigen van de hoornantenne van duivenpoep lukte het de twee technici niet om de ruis te laten verdwijnen. Het was volgens Turner de ontdekking van de CMB die de weg vrij maakte tussen de kosmologie en de deeltjesfysica om de verbanden tussen die twee te leggen en er een einde kwam aan de ‘ignorance’ tussen de twee vakgebieden. Peebles vertelde tenslotte dat de herdenking van de ontdekking van de CMB dan wel in mei dit jaar gedaan is, maar dat hij en z’n ‘Princeton-groep’ het pas volgend jaar zullen vieren, omdat in 1965 met de publicatie van het vakartikel (zoek ‘m op in dit lijstje) bevestigd werd dat de gevonden ruis daadwerkelijk de CMB is. We hebben dus nog een feestje tegoed.

BICEP2

Ik had eigenlijk een lijstje met zo’n tien vragen per persoon, maar gezien de korte tijd schrapte ik die maar en beperkte ik mij tot één slotvraag: hoe Peebles en Turner aankeken tegen het gedoe rondom de waarnemingen van het BICEP2-team aan de polarisatie in de CMB – gedoe dat hier op de Astroblogs met regelmaat is besproken, o.a. hier. Peebles begon met te zeggen dat de laatste jaren een enorme toename in de gevoeligheid van de apparatuur bereikt is. De BICEP2 is een voorbeeld daarvan. Maar tegelijk verbaasde hij zich over de wijze waarop de resultaten bekend werden gemaakt en de snelheid waarmee dat gebeurde, alsof ze in strijd waren met een concurrent en er druk stond achter snelle publicatie. Turner beaamde de vorderingen die gemaakt waren in de technologie en de toename in de gevoeligheid van de apparatuur, het BICEP2 experiment noemt hij zelfs briljant, voorlopend op andere experimenten. Maar hij vond ook dat er een mist hangt over deze ontdekking – ‘the discovery is foggy, at the frontiers of discovery‘. Wil je een bijzondere claim neerleggen dan zal je ook met bijzonder bewijs moeten komen, aldus Turner. Hij denkt dat ze overtuigend genoeg zijn dat het gemeten signaal géén lokaal stof is, alleen vraagt het wel een onafhankelijke bevestiging, zoals zelf-corrigerende wetenschap dat betaamt. Hij citeerde daarbij het beroemde motto van de Britse Royal Society “nullius in verba, laat je niet overtroeven door woorden – slik niet alles voor zoete koek.

Credits: BICEP2 Collaboration.

Net als Turner wees Peebles er op dat grote claims overtuigend bewijs vergen, alleen was zijn stelling dat het BICEP2 team daarin tekort geschoten is, dat op het punt van de stof niet duidelijk is gemaakt dat die mogelijkheid is uitgesloten! Ik bracht het voorbeeld naar voren van een baanbrekende ontdekking, die achteraf onjuist bleek te zijn, die van de neutrino’s die sneller gaan dan het licht. Ja klopt, zei Peebles, dat is een voorbeeld van een onjuiste claim, maar wel eentje die niet gepaard ging met een persconferentie. Die was er wel, verbeterde Turner hem. Maar er was toch helemaal geen hype over die ontdekking? Ja, die was er wel degelijk, aldus Turner. En vervolgens kwamen we weer terug bij BICEP2 en kwam naar voren hoe Turner en Peebles verschillend aankeken tegen de resultaten ervan, Turner die de resultaten goed vond en wachtte op de bevestiging ervan, Peebles die vond dat te weinig rekening is gehouden met lokaal stof van de Melkweg. Toen ging de gong voor de volgende ronde van het symposium en konden de heren weer naar de grote zaal gaan om naar de volgende lezing te luisteren. Afwachten wie er nou uiteindelijk gelijk krijgt.

Comments

  1. Olaf van Kooten zegt

    Ik ben soms wel jaloers hoor Arie, jij krijgt ook echt iedereen uit het sterrenkundewereldje te spreken 😀

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.