Planck: Ein nur fast perfektes Universum

Planck 2013 Results Papers veröffentlicht

Hallo,

heute wurden die Resultate des Planck-Weltraumteleskops veröffentlicht.
http://www.sciops.esa.int/index.php?project=PLANCK&page=Planck_Published_Papers

Planck ist eine Raumsonde der ESA zur Erforschung der kosmischen Hintergrundstrahlung.

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http://de.wikipedia.org/wiki/Planck-Weltraumteleskop

Grüße UMa

Danke für die Info, ich war schon gespannt.

Die ESA hat heute die bisher genaueste Karte der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, der fossilen Strahlung aus der Zeit des Urknalls, vorgestellt. Sie basiert auf Daten des Satelliten Planck aus den ersten 15,5 Monaten der Mission. Die Daten bestätigen generell das Standardmodell der Kosmologen. Es gibt allerdings einige überraschende Abweichungen - etwa eine unerklärte Asymmetrie und einen kalten Fleck am Himmel. (21. März 2013)

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Gibt es dazu auch ein Diagramm zur Zerlegung nach Multipolomenten?

Temperaturen der Hintergrundstrahlung auf großen Winkelskalen

Hallo,
kann mir bitte jemand erklären, was hier mit "Winkelskalen" gemeint ist?
Charyms

charlyms schrieb:

kann mir bitte jemand erklären, was hier mit "Winkelskalen" gemeint ist?

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Ich denke, hier ist ein Winkelbereich gemeint, in dem etliche Fluktuationen (die blauen Flecken) Platz haben. Ich stellte mir da eine etwa "kreisrunde" Fläche mit einem Durchmesser von schätzungsweise 15-25 Grad vor.

Ich finde die Ergebnisse ziemlich interessant. Die Daten passen ja nicht wirklich nahtlos ins Gesamtbild und auch nicht ganz zu den WMAP-Daten. Wenn das alles echt ist, dann sehen wir hier anscheinend etwas Neues.

Hallo "Ich".

Ich schrieb:

Ich finde die Ergebnisse ziemlich interessant. Die Daten passen ja nicht wirklich nahtlos ins Gesamtbild und auch nicht ganz zu den WMAP-Daten. Wenn das alles echt ist, dann sehen wir hier anscheinend etwas Neues.

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Welche Daten meist du genau, die nicht ganz zu den WMAP-Daten passen?
Ich finde eigentlich eine gute Übereinstimmung.

Grüße UMa

Hallo Charlyms,

Du kennst sicher solche Abbildungen der Temperaturverteilung der Hintergrundstrahlung.
http://background.uchicago.edu/~whu/intermediate/driving2.html
oder jetzt eben das Bild auf Seite 25 oben in http://arxiv.org/abs/1303.5062

Man sieht verschieden große Bereiche mit verschieden großen Temperaturunterschieden. Legt man ein feines Grid über dieses Bild und ordnet jedem Gridpoint den entsprechenden Temperaturwert zu, dann kann man über eine Fouriertransformation über dieses Grid eine Verteilungsfunktion ermitteln, die z.B. in Abhängigkeit der Winkelausdehnung, also der Größe solcher Bereiche ihre Temperaturdifferenz zum Mittelwert darstellt.

In http://background.uchicago.edu/~whu/intermediate/driving2.html wird gezeigt und erklärt, welchen Einfluß der Anteil der dunklen Materie auf eine solche Verteilung hat. Die phantastische Übereinstimmung der theoretischen Kurve (aus dem angenommen Anteil der dunklen Materie) und dieser aus den Meßwerten gewonnenen Kurve und noch einige andere Parameter, die sowohl diese Kurve als auch den zeitlichen Ablauf der primordialen Nucleosynthese beeinflussen, stellen einen großartigen Erfolg dar, beim Nachweis der dunklen Materie, unabhängig von den ursprünglichen Beobachtungen (der scheinbar zu schnellen Galaxienrotationen und der scheinbar zu hohen Geschwindigkeiten der Galaxienhaufen) und schließen damit alternative Gravitationstheorien (MOND) eigentlich aus, so wie ich das verstanden habe.

Herzliche Grüße

MAC

UMa schrieb:

Welche Daten meist du genau, die nicht ganz zu den WMAP-Daten passen?

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Die H=67,3 km/s/Mpc zum Beispiel, die sind knapp 2 sigma weg vom momentanen Wert von 70,4 (ok, nur 1,5 sigma vom WMAP-Wert). Und Omega_Lambda fällt unter 0,7. Dann noch der schlechte Fit für die niedrigen Multipole. Alles nicht dramatisch, aber keine Punktlandung auf LCDM.

Hallo "Ich",

Ich schrieb:

Die H=67,3 km/s/Mpc zum Beispiel, die sind knapp 2 sigma weg vom momentanen Wert von 70,4 (ok, nur 1,5 sigma vom WMAP-Wert).

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Wie kommst du auf 70.4?

ich hatte gestern nur H genauer untersucht.
Quellen:
Planck: ursprünglich verlinktes pdf Planck_2013_results16.pdf, Seiten 11 und 22, jetzt hier:
http://arxiv.org/abs/1303.5076
WMAP9:
http://lambda.gsfc.nasa.gov/product/map/dr5/parameters.cfm

Beachte, dass die Summe der Neutrinomasse bei WMAP 0 ist, während bei
Planck es 0.06 eV sind. Das verschiebt das ganze H0 um -10km/s/Mpc pro eV, also -0.6km/s/Mpc.
Ich habe daher die Werte für die jeweils andere Neutrinomasse errechnet.

Vergleich H0, ΛCDM-Modell
für Neutrinomasse 0.06eV[0.00eV]
67.4+-1.4 [68.0+-1.4] Planck
67.9+-1.5 [68.5+-1.5] Planck+lensing
67.8+-0.8 [68.4+-0.8] Planck+WP+highL+BAO

69.4+-2.2 [70.0+-2.2] WMAP9
70.6+-1.5 [71.2+-1.5] WMAP9+spt+act+snls3
68.4+-0.8 [69.0+-0.8] WMAP9+spt+act+snls3+bao
69.0+-0.8 [69.6+-0.8] WMAP9+spt+act+snls3+bao+H0

gewichtestes Mittel, eigene Berechnung
68.0+-1.2 [68.6+-1.2] Planck+WMAP9
68.0+-0.7 [68.6+-0.7] Planck+WP+highL+BAO + WMAP9
68.3+-0.7 [68.9+-0.7] Planck+lensing + WMAP9+spt+act+snls3+bao

Zum Vergleich:
Estimates of the Hubble Constant von J. Huchra
https://www.cfa.harvard.edu/~dfabricant/huchra/hubble/
https://www.cfa.harvard.edu/~dfabricant/huchra/hubble.plot.dat
H0 Werte von 1996-2010 (n=367)
65.9 Mittelwert
67.0 Median
H0 Werte von 2000-2010 (n=163)
66.9 Mittelwert
70.0 Median
Mittel dieser vier: 67.5, alle
Mittel dieser vier: 67.9, wenn nur solche mit err < 10 km/s/Mpc berücksichtigt.
Diese Werte sind natürlich nicht ganz so aussagekräftig, da vermutlich Bias von Mehrfachberichten und Gruppen verschiedener Veröffentlichungsanzahl.
Fazit: Wahrscheinlich 67 < H0 < 70, falls ΛCDM-Modell hinreichend gute Näherung an Wirklichkeit. Oder?

Das Problem sind eher die H0 Priorwerte in WMAP von ca. 74km/s/Mpc.

Grüße UMa

Hallo zusammen,

ich weiss, diese Frage ist wohl unpopulär, aber: welche Qualität weisen diese Ergebnisse auf ? Haben die schon das Peer-Review hinter sich ? Sind die Messungen schon unabhängig überprüft ? Meines Wissens gibt es da ja noch keine Nachfolge-Sonde im Orbit.


Irgendwie sind die Abweichungen zu gross als dass ich das ohne Gegenprüfung als erwiesene Wahrheit ansehen möchte.


Freundliche Grüsse, Ralf

Beachte, dass die Summe der Neutrinomasse bei WMAP 0 ist, während bei
Planck es 0.06 eV sind. Das verschiebt das ganze H0 um -10km/s/Mpc pro eV, also -0.6km/s/Mpc.

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Um ehrlich zu sein habe ich das Paper noch gar nicht gelesen. Ich bin gleich im Abstract über das niedrige H0 gestolpert, das was nach meiner Einschätzung der größte Sprung in den letzten 10 Jahren.
Die Neutrinomassen habe ich nicht beachtet, mir war auch gar nicht klar, dass die H0 derart runterziehen können. Dann wären wir da also konsistent, ok.

UMa schrieb:

Das Problem sind eher die H0 Priorwerte in WMAP von ca. 74km/s/Mpc.

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Richtig. Nachdem Planck und BAO und WMAP alle was kleineres sagen, ist wohl eher das der Ausreißer.

Hallo Ralf,

ralfkannenberg schrieb:

ich weiss, diese Frage ist wohl unpopulär, aber: welche Qualität weisen diese Ergebnisse auf ? Haben die schon das Peer-Review hinter sich ? Sind die Messungen schon unabhängig überprüft ? Meines Wissens gibt es da ja noch keine Nachfolge-Sonde im Orbit.

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Peer-Review gibt's noch nicht. Der Status ist Submitted to A&A. Nachfolge-Sonde gibt's (noch) nicht, aber wie wäre es mit einer Vorgängersonde? WMAP.

ralfkannenberg schrieb:

Irgendwie sind die Abweichungen zu gross als dass ich das ohne Gegenprüfung als erwiesene Wahrheit ansehen möchte.

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Welche Abweichungen, die zu groß sein sollen, meist du konkret?

Grüße UMa

Hallo "Ich",

Ich schrieb:

Richtig. Nachdem Planck und BAO und WMAP alle was kleineres sagen, ist wohl eher das der Ausreißer.

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naja, Planck+WMAP hängen vom kosmologischen Modell ab, die anderen nicht. Wenn z.b. Neff die effektive Anzahl von relativistischen Partikeln größer wäre, es also noch etwas heiße dunkle Materie zusätzlich zu den Neutrinos gäbe, wäre ergibt sich [H0=76.5+-4.1] für WMAP9+spt+act+snls3
http://lambda.gsfc.nasa.gov/product/map/dr5/params/lcdm_nrel_wmap9_spt_act_snls3.cfm
Dieser Bereich wird dann aber schon etwas problematisch mit Planck+BAO.

Grüße UMa

UMa schrieb:

Der Status ist Submitted to A&A. Nachfolge-Sonde gibt's (noch) nicht...

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Hallo UMa,

hast Du eigentlich auch beruflich mit der Planck-Sonde oder der Auswertung dieser Daten zu tun. Bynaus hatte beispielsweise schon des öfteren mitgeteilt, wenn er als Autor in einem Paper in Erscheinung trat, was ich generell für zugehörige Diskussionen als sehr hilfreich empfinde. Ich frage also nicht nach Deiner Schuhgröße , sondern lediglich einer Zuordnung zu einer der eingereichten Veröffentlichungen.
MfG

Hallo UMa,

UMa schrieb:

Peer-Review gibt's noch nicht. Der Status ist Submitted to A&A.

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das könnte man ruhig mal irgendwo explizit erwähnen. Die zu schnellen Neutrinos habe ich noch nicht vergessen.

UMa schrieb:

Nachfolge-Sonde gibt's (noch) nicht, aber wie wäre es mit einer Vorgängersonde? WMAP.

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Die Hinweise von dieser Mission wurden damals nicht weiter verfolgt, wobei die Genauigkeit vermutlich auch genauere Ergebnisse gar nicht zuliess. Vielleicht gibt es aber andere Experimente, die sich wenigstens zu einer teilweisen Überprüfung eignen.

UMa schrieb:

Welche Abweichungen, die zu groß sein sollen, meist du konkret?

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Na ja, es sind ja 3 Themen angesprochen: der kalte Fleck, die Asymmetrie und die tiefere Hubble-Konstante.

Der kalte Fleck mag ein Hinweis auf eine bislang unbekannte Struktur sein, ob das zu "Problemen" bezüglich des derzeitigen Modelles führt vermag ich nicht zu beurteilen; die Asymmetrie ist sehr happig, weil hierauf das Urknall-Modell wesentlich beruht, und das ewige Hoch- und Runter der Hubble-Konstante geht mir nur noch auf die nerven - die sollen endlich mal eine vernünftige Fehlerrechnung hinbringen. Dass man sich vor fast 20 Jahren diese Mühe nicht gemacht hat heisst ja nicht, dass man das heute auch nicht zu tun braucht.

Letztlich erwarte ich, dass die verschiedenen Modelle genügend grosse Fehlerbalken beinhalten, dass der korrekte Wert auch innerhalb liegt, und nicht zwei verschiedene wissenschaftliche Teams mit Zahlen und Sigmata um sich werfen, die sich gegenseitig widersprechen. Und wenn das nicht möglich ist, dann eben genügend prominent und nicht in einer von hunderten Referenzen versteckt ein Hinweis auf die Unsicherheit dieser Daten - das ist ja auch nicht weiter schlimm.


Freundliche Grüsse, Ralf

Winkelbereich

Bernhard schrieb:

Ich denke, hier ist ein Winkelbereich gemeint, in dem etliche Fluktuationen (die blauen Flecken) Platz haben. Ich stellte mir da eine etwa "kreisrunde" Fläche mit einem Durchmesser von schätzungsweise 15-25 Grad vor.

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Danke für die Antwort!
Leider sind meine Kenntnisse zu begrenzt, ich verstehe (noch) gar nichts. Was bildet denn zu was einen Winkel?
Charlyms

charlyms schrieb:

Danke für die Antwort!

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Gern geschehen.

Was bildet denn zu was einen Winkel?

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Hallo Charlyms,

das Bild im Astronews-Artikel zeigt die Hintergrundstrahlung des gesamten Himmels. Man kann deswegen ein zusätzliches, zweidimensionales Hilfskoordinatensystem auf das Bild legen, dessen Ursprung in der Mitte der Karte liegt. Dem Punkt ganz links auf der x-Achse kann man dann -180° und dem Punkt ganz rechts +180° zuordnen. Dem Punkt ganz unten auf der y-Achse kann man -90° und dem Punkt ganz oben auf der y-Achse +90° zuordnen. Damit bekommt man dann eine grobe Skala.
MfG

Weiß jemand, in welcher Himmelsrichtung sich der große blaue Fleck befindet? Es wäre interessant zu sehen, ob sich in dieser Richtung große Galaxienhaufen oder was auch immer befindet.