by Képzelj el egy ködös londoni estét – csak most a Baker Street helyett a világegyetem kezdetének utcáin lépkedünk. Az elmúlt napokban egy saját készítésű nagyítóval dolgozom: egy programmal, amely a Planck műhold teljes égbolt-felmérésének adatait, a kozmikus mikrohullámú háttér (CMB) hőmérséklet-térképét vizsgálja. A CMB olyan, mint az Univerzum babakori fotója: finom pöttyök, fodrozódások, amikből később galaxisok sarjadnak. A kérdésem Holmes-hoz méltóan egyszerű: a mintázat minden részlete passzol a tankönyvi sztorihoz, vagy találunk egy apró, de következetes eltérést, amely a Collapsing-Structure (COS) modellemre mutat?
A nyomozás menete így néz ki. Először beolvasom a Planck-térképeket (több nézetben is: SMICA, SEVEM, NILC, Commander), majd maszkot teszek rájuk, hogy a Tejútrendszer zavaró fényét félretoljam. Ezután lefuttatok közel harminc tesztet – olyanokat, amik mind más és más módon hallgatják ki a kozmikus zajt. Végül sok száz, sőt ezer kontroll-égboltot készítek: ezek olyan, mintha a világegyetem tökéletesen véletlen lenne. A valódi égboltot ezekhez hasonlítom, és statisztikával nézem meg, hogy ami látszik, az mennyire nevezhető szokatlannak (p-értékek, többtesztes FDR-korrekció – detektívszlengben: mennyi a vaklárma esélye).
Két különösen izgalmas nyom van az aktámban:
- A nagy-szögű csend (S₁/₂): Ez azt méri, mennyire beszélgetnek egymással a nagyon távoli égrészek. Ha az S₁/₂ feltűnően kicsi, az azt jelenti, hogy a világegyetem legnagyobb léptékein meglepő csend honol: a mintázatok nem korrelálnak úgy, ahogy a legegyszerűbb elmélet várná. Olyan ez, mintha egy óriási bálteremben hirtelen elhalkulna a zene – nem biztos, hogy baj történt, de mindenképp odanézünk.
- A félgömb-aszimmetria: Itt azt keresem, van-e egy tengely, ami mentén az egyik égfél feltűnően nyugtalanabb (több a fodrozódás), mint a másik. Ha igen, az olyan, mintha a világegyetemnek lenne egy diszkrét oldalra billenése – finom, de következetes jel.
A programom nem csak ezeket nézi, de ők a főszereplők. Mellettük vannak más kihallgatási technikák is: például azt vizsgálom, mennyire állnak egy irányba bizonyos nagy-léptékű mintázatok, vagy van-e bárhol gyűrűszerű struktúra. A nyomozás tisztaságára nagyon figyelek: ugyanazt a maszkolást, előfeldolgozást kapják a kontroll-égboltjaim is, így a verseny fair marad.
És hogy mi derült ki eddig? Több futásomban legalább két kulcsteszt (a nagy-szögű csend és a félgömb-aszimmetria) statisztikailag szignifikáns eltérést mutatott a kontroll-égboltjaimhoz képest. Ez még nem végső bizonyíték – Holmes sem csapja le a bilincset egyetlen cipőnyomtól -, de konzekvens, bíztató jel. Ráadásul nem csak az alap véletlen forgatókönyvvel vetem össze a megfigyeléseket: kipróbálok alternatív, gyengén aszimmetrikus modelleket is (például dipólus-modulációt), sőt, külön infravörös ablakot (COS-IR) is, ami a legnagyobb skálákat kezeli óvatosabban. Ezek segítenek eldönteni, hogy a furcsaság valódi nyom, vagy csak a fényben megcsillanó por a nagyítón.
A nyomozás következő fejezete most is fut a háttérben: újabb kombinációk, szigorúbb maszkok, fókusz a legalacsonyabb hullámszámokra. Ha a kép minden oldalról állva marad, megosztom a teljes eredménycsomagot is. Addig pedig visszamegyek a helyszínre – a CMB égboltjára -, és megpróbálom kideríteni, hogy a világegyetem hajnalán tényleg ott lappang-e az a finom, ismétlődő motívum, amire a COS-modell utal. A nagyító készenlétben, a jegyzetfüzet nyitva: az ügy folyamatban.
