Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics: Inflations-Rauchpistole war galaktischer Staub

Am 17. März 2014 verkündete die BICEP2-Kollaboration – ein Teleskop am Südpol unter der Leitung von John Kovac vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics – auf einer Harvard-Pressekonferenz, sie habe B-Moden-Polarisation im kosmischen Mikrowellenhintergrund gefunden: die Verdrehung, die dem ältesten Licht durch Gravitationswellen aus dem ersten Sekundenbruchteil des Universums aufgeprägt wurde. Das Signal sei „ziemlich viel stärker, als viele Wissenschaftler zu hoffen gewagt hatten“, sieben Sigma. Die Rauchpistole der Inflation, endlich gefunden.

Die Reaktion war eine Krönung. Der Inflations-Pionier Alan Guth sagte, er sei „völlig verblüfft“; ein Forscher am konkurrierenden Planck-Satelliten sagte, „wenn sich das bestätigt, ist es gewaltig“; der Bericht der BBC merkte an, dass „unter der Annahme, die Ergebnisse werden bestätigt, ein Nobelpreis sicher scheint“. Das Team erklärte, es habe drei Jahre lang nach Kontamination gesucht – einschließlich des einen Störenfrieds, den jeder Kosmologe kannte: Staub in unserer eigenen Galaxie.

Die Zweifel kamen innerhalb von Monaten. Das BICEP2-Teleskop beobachtete den Himmel bei einer Frequenz, und Staub leuchtet bei Frequenzen, die es nicht sehen konnte. Im Juni senkte das Team seine Zuversicht, und seine begutachtete Veröffentlichung enthielt einen Anhang über Staub; im September zeigten die Ganzhimmelskarten von Planck, dass Staub allein ein ebenso starkes Signal erzeugte wie das von BICEP2. Am 30. Januar 2015 räumte eine gemeinsame Veröffentlichung von BICEP2/Keck/Planck den Punkt ein: Das Signal ließ sich nicht von Staub unterscheiden, und die beste Schätzung primordialer Gravitationswellen war mit null vereinbar. Die Schlagzeile von Nature: „Gravitationswellen-Entdeckung jetzt offiziell tot“.

Die Kollaboration zahlte eine kleinere Rechnung als möglich gewesen wäre: Sie verfasste den Widerruf gemeinsam mit ihrem Rivalen und sammelte weiter Daten – jede Grenze seither (r < 0,12 im Jahr 2015, r < 0,036 im Jahr 2021) fand nichts, und das Signal bleibt unentdeckt. Was starb, war die Ankündigung selbst: eine Pressekonferenz, Nobel-Gerede und zehn Monate Schlagzeilen, gebaut auf einem Vordergrund. Brian Keating, ein Mitglied der Kollaboration, schrieb die ganze Angelegenheit in einem Buch mit dem Titel Losing the Nobel Prize nieder.

Das Signal war Staub: BICEP2 sah eine Frequenz, daher zeigten Plancks Karten, dass es nicht von galaktischem Staub zu unterscheiden war, und die Schätzung der primordialen Welle war null.

Auf einer Pressekonferenz vor der Begutachtung angekündigt: sieben Sigma, Nobel-Rahmung, „Rauchpistole“ – die Behauptung war zuerst ein Presseereignis und erst danach eine Veröffentlichung, sodass die Korrektur gegen die Schlagzeile ankämpfen musste.

Ein Instrument, eine Frequenz: BICEP2 konnte den Staub nicht sehen, den es hätte abziehen müssen, sodass drei Jahre der Prüfung den Punkt verfehlten – ein Signal, nicht unterscheidbar von einem Vordergrund, den es nicht messen konnte.

Die Vorbehalte waren aktenkundig, während die Schlagzeilen liefen: Die angenommene Veröffentlichung enthielt einen Anhang über Staub, und David Spergel argumentierte im Juni für Staub – Monate vor der gemeinsamen Veröffentlichung.

Außergewöhnliche Behauptungen brauchen die Daten des Rivalen: Die Auflösung kam erst, als Plancks Ganzhimmels-Staubkarten und die gemeinsame Analyse eintrafen, zehn Monate nach der Pressekonferenz.

Sieben Sigma sind nur so gut wie das, was man nicht sehen kann. BICEP2 prüfte drei Jahre lang auf Kontamination und übersah den Staub – das eine Instrument, das ihn hätte sehen können, war das, das es nicht hatte.

Die Kollaboration erholte sich, indem sie zweimal das Richtige tat: Sie verfasste den Widerruf gemeinsam mit ihrem Rivalen, und ihre Instrumente liefen weiter. Jede Grenze seither – r < 0,12 im Jahr 2015, r < 0,07 im Jahr 2018, r < 0,036 im Jahr 2021 – fand keine Spur des Signals, und primordiale Gravitationswellen bleiben unentdeckt. Die Angelegenheit bescherte der Kosmologie ihren Running Gag über Staub und brachte ein Buch hervor, Brian Keatings Losing the Nobel Prize (2018), geschrieben von einem Kollaborationsmitglied darüber, was die Eile kostete: Glaubwürdigkeit und einen Nobelpreis, den es nie gab.