Mga alon ng kawalan ng katiyakan
Noong Enero ng taong ito, iniulat na ang LIGO observatory ay naitala, posibleng ang pangalawang kaganapan ng pagsasama ng dalawang neutron star. Ang impormasyong ito ay mukhang mahusay sa media, ngunit maraming mga siyentipiko ang nagsisimulang magkaroon ng malubhang pagdududa tungkol sa pagiging maaasahan ng mga pagtuklas ng umuusbong na "gravitic-wave astronomy".
Noong Abril 2019, nakita ng LIGO detector sa Livingston, Louisiana ang kumbinasyon ng mga bagay na matatagpuan humigit-kumulang 520 milyong light-years mula sa Earth. Ang pagmamasid na ito, na ginawa sa isang detektor lamang, sa Hanford, ay pansamantalang hindi pinagana, at hindi nairehistro ng Virgo ang kababalaghan, ngunit gayunpaman ay itinuturing itong sapat na senyales ng phenomenon.
Pagsusuri ng Signal GW190425 itinuro ang banggaan ng isang binary system na may kabuuang masa na 3,3 - 3,7 beses ang masa ng Araw (1). Ito ay malinaw na mas malaki kaysa sa masa na karaniwang naobserbahan sa binary neutron star system sa Milky Way, na nasa pagitan ng 2,5 at 2,9 solar na masa. Iminungkahi na ang pagtuklas ay maaaring kumakatawan sa isang populasyon ng double neutron star na hindi pa naobserbahan noon. Hindi lahat ay nagugustuhan ang pagpaparami na ito ng mga nilalang na lampas sa pangangailangan.
1. Visualization ng banggaan ng neutron star GW190425.
Katunayan ay ang GW190425 ay naitala ng isang solong detektor ay nangangahulugan na ang mga siyentipiko ay hindi tumpak na matukoy ang lokasyon, at walang observational trace sa electromagnetic range, tulad ng sa kaso ng GW170817, ang unang pagsasama ng dalawang neutron star na naobserbahan ng LIGO (na kung saan ay nagdududa din. , ngunit higit pa sa ibaba). Posible na ang mga ito ay hindi dalawang neutron na bituin. Marahil isa sa mga bagay Itim na butas. Siguro pareho. Ngunit ang mga ito ay magiging mas maliit na black hole kaysa sa anumang kilalang black hole, at ang mga modelo para sa pagbuo ng binary black hole ay kailangang muling itayo.
Masyadong marami ang mga modelo at teoryang ito na dapat iakma. O marahil ang "gravitational wave astronomy" ay magsisimulang umangkop sa siyentipikong hirap ng mga lumang larangan ng pagmamasid sa kalawakan?
Masyadong maraming maling positibo
Si Alexander Unziker (2), isang German theoretical physicist at iginagalang na sikat na manunulat ng agham, ay sumulat sa Medium noong Pebrero na, sa kabila ng malaking inaasahan, ang LIGO at VIRGO (3) gravitational wave detectors ay nagpakita ng walang interesante sa isang taon, maliban sa mga random na false positive. Ayon sa scientist, ito ay nagdudulot ng malubhang pagdududa tungkol sa pamamaraang ginamit.
Sa 2017 Nobel Prize sa Physics na iginawad kina Rainer Weiss, Barry K. Barish, at Kip S. Thorne, ang tanong kung ang mga gravitational wave ay maaaring matukoy ay tila naayos nang isang beses at para sa lahat. Ang desisyon ng Nobel Committee ay may kinalaman napakalakas na signal detection GW150914 iniharap sa isang press conference noong Pebrero 2016, at ang nabanggit na signal na GW170817, na iniuugnay sa pagsasama ng dalawang neutron star, dahil ang dalawang iba pang teleskopyo ay nagtala ng isang converging signal.
Simula noon, pumasok na sila sa opisyal na pamamaraang pang-agham ng pisika. Ang mga natuklasan ay nagdulot ng masigasig na mga tugon, at isang bagong panahon sa astronomiya ang inaasahan. Ang mga gravitational wave ay dapat na isang "bagong bintana" sa Uniberso, na nagdaragdag sa arsenal ng mga dating kilalang teleskopyo at humahantong sa ganap na bagong mga uri ng pagmamasid. Inihambing ng marami ang pagtuklas na ito sa 1609 na teleskopyo ni Galileo. Ang mas masigasig ay ang tumaas na sensitivity ng mga detektor ng gravitational wave. Mataas ang pag-asa para sa dose-dosenang mga kapana-panabik na pagtuklas at pagtuklas sa panahon ng O3 observing cycle na nagsimula noong Abril 2019. Gayunpaman, sa ngayon, ang sabi ng Unziker, wala kaming anuman.
Upang maging tumpak, wala sa mga gravitational wave signal na naitala sa nakalipas na ilang buwan ang nakapag-iisa na na-verify. Sa halip, nagkaroon ng hindi maipaliwanag na mataas na bilang ng mga maling positibo at signal, na pagkatapos ay ibinaba. Labinlimang kaganapan ang nabigo sa pagsubok sa pagpapatunay sa iba pang mga teleskopyo. Bilang karagdagan, 19 na signal ang tinanggal mula sa pagsubok.
Ang ilan sa mga ito sa una ay itinuturing na napakahalaga - halimbawa, ang GW191117j ay tinatayang isang kaganapan na may posibilidad na isa sa 28 bilyong taon, para sa GW190822c - isa sa 5 bilyong taon, at para sa GW200108v - 1 sa 100. taon. Isinasaalang-alang na ang panahon ng pagmamasid na isinasaalang-alang ay hindi kahit isang buong taon, mayroong maraming mga maling positibo. Maaaring may mali sa mismong paraan ng pagbibigay ng senyas, komento ng Unziker.
Ang pamantayan para sa pag-uuri ng mga signal bilang "mga error", sa kanyang opinyon, ay hindi transparent. Ito ay hindi lamang ang kanyang opinyon. Ang kilalang theoretical physicist na si Sabina Hossenfelder, na dati nang nagturo ng mga pagkukulang sa mga pamamaraan ng pagsusuri ng data ng LIGO detector, ay nagkomento sa kanyang blog: "Nakakasakit ng ulo ko, mga tao. Kung hindi mo alam kung bakit kinukuha ng iyong detector ang isang bagay na hindi mo inaasahan, paano mo ito mapagkakatiwalaan kapag nakita nito ang iyong inaasahan?
Ang interpretasyon ng error ay nagmumungkahi na walang sistematikong pamamaraan para sa paghihiwalay ng mga aktwal na signal mula sa iba, maliban sa pag-iwas sa mga tahasang kontradiksyon sa iba pang mga obserbasyon. Sa kasamaang palad, hanggang sa 53 kaso ng "mga pagtuklas ng kandidato" ay may isang bagay na karaniwan - walang sinuman maliban sa reporter ang nakapansin nito.
May posibilidad na maagang ipagdiwang ng media ang mga natuklasan sa LIGO/VIRGO. Kapag nabigo ang mga kasunod na pagsusuri at paghahanap para sa kumpirmasyon, tulad ng ilang buwan na, wala nang sigasig o pagwawasto sa media. Sa hindi gaanong epektibong yugtong ito, ang media ay hindi nagpapakita ng anumang interes.
Isang detection lang ang sigurado
Ayon kay Unziker, kung sinunod natin ang pag-unlad ng sitwasyon mula noong high-profile opening announcement noong 2016, hindi dapat maging sorpresa ang kasalukuyang pagdududa. Ang unang independiyenteng pagsusuri ng data ay isinagawa ng isang pangkat sa Niels Bohr Institute sa Copenhagen na pinamumunuan ni Andrew D. Jackson. Ang kanilang pagsusuri sa data ay nagsiwalat ng mga kakaibang ugnayan sa natitirang mga senyales, ang pinagmulan nito ay hindi pa malinaw, sa kabila ng mga pag-aangkin ng koponan na kasama lahat ng anomalya. Nabubuo ang mga signal kapag ang raw data (pagkatapos ng malawakang preprocessing at pag-filter) ay inihambing sa tinatawag na mga template, ibig sabihin, ang mga teoretikal na inaasahang signal mula sa mga numerical simulation ng gravitational waves.
Gayunpaman, kapag sinusuri ang data, ang ganitong pamamaraan ay angkop lamang kapag ang mismong pagkakaroon ng signal ay naitatag at ang hugis nito ay tiyak na kilala. Kung hindi, ang pagsusuri ng pattern ay isang mapanlinlang na tool. Ginawa itong napaka-epektibo ni Jackson sa panahon ng pagtatanghal, na inihambing ang pamamaraan sa awtomatikong pagkilala sa larawan ng mga plaka ng lisensya ng sasakyan. Oo, walang problema sa tumpak na pagbabasa sa isang malabong imahe, ngunit kung ang lahat ng mga sasakyang dumadaan sa malapit ay may mga plaka ng lisensya na eksaktong tamang laki at istilo. Gayunpaman, kung ang algorithm ay inilapat sa mga imahe "sa kalikasan", makikilala nito ang plaka ng lisensya mula sa anumang maliwanag na bagay na may mga itim na spot. Ito ang iniisip ng Unziker na maaaring mangyari sa mga gravitational wave.
3. Network ng mga detektor ng gravitational wave sa mundo
Mayroong iba pang mga pagdududa tungkol sa pamamaraan ng pagtuklas ng signal. Bilang tugon sa pagpuna, ang pangkat ng Copenhagen ay nakabuo ng isang paraan na gumagamit ng mga katangiang pang-istadistika para makita ang mga signal nang hindi gumagamit ng mga pattern. Kapag inilapat, ang unang insidente ng Setyembre 2015 ay malinaw na nakikita sa mga resulta, ngunit ... sa ngayon ay ito lamang. Ang ganitong malakas na gravitational wave ay maaaring tawaging "good luck" sa ilang sandali matapos ang paglunsad ng unang detector, ngunit pagkatapos ng limang taon, ang kakulangan ng karagdagang nakumpirma na mga pagtuklas ay nagsisimulang magdulot ng pag-aalala. Kung walang makabuluhang senyales sa istatistika sa susunod na sampung taon, magkakaroon ba unang pagkakita ng GW150915 tinuturing pa bang totoo?
Ang ilan ay magsasabi na ito ay mamaya pagtuklas ng GW170817, iyon ay, ang thermonuclear signal ng isang binary neutron star, na naaayon sa gamma-ray instrumental observations at optical telescope. Sa kasamaang palad, maraming mga hindi pagkakapare-pareho: ang pagtuklas ng LIGO ay hindi natuklasan hanggang sa ilang oras pagkatapos mapansin ng ibang mga teleskopyo ang signal.
Ang VIRGO lab, na inilunsad tatlong araw lamang ang nakalipas, ay hindi nagbigay ng nakikilalang signal. Bilang karagdagan, nagkaroon ng network outage sa LIGO/VIRGO at ESA sa parehong araw. May mga pagdududa tungkol sa pagiging tugma ng signal sa isang neutron star merger, isang mahinang optical signal, atbp. Sa kabilang banda, maraming mga siyentipiko na nag-aaral ng mga gravitational wave ang nagsasabing ang impormasyon ng direksyon na nakuha ng LIGO ay mas tumpak kaysa sa impormasyon ng ang iba pang dalawang teleskopyo, at sinasabi nila na ang paghahanap ay hindi maaaring aksidente.
Para sa Unziker, ito ay isang medyo nakakagambalang pagkakataon na ang data para sa parehong GW150914 at GW170817, ang mga unang kaganapan sa ganitong uri na nabanggit sa mga pangunahing press conference, ay nakuha sa ilalim ng "abnormal" na mga pangyayari at hindi maaaring kopyahin sa ilalim ng mas mahusay na teknikal na mga kondisyon sa panahong iyon mga sukat ng mahabang serye.
Ito ay humahantong sa mga balita tulad ng isang dapat na pagsabog ng supernova (na naging isang ilusyon), kakaibang banggaan ng mga neutron starpinipilit nito ang mga siyentipiko na "pag-isipang muli ang mga taon ng kumbensyonal na karunungan" o kahit isang 70-solar black hole, na tinawag ng pangkat ng LIGO na masyadong mabilis na kumpirmasyon ng kanilang mga teorya.
Nagbabala ang Unziker tungkol sa isang sitwasyon kung saan ang gravitational wave astronomy ay magkakaroon ng isang kasumpa-sumpa na reputasyon para sa pagbibigay ng "hindi nakikita" (kung hindi man) mga bagay na pang-astronomiya. Upang maiwasang mangyari ito, nag-aalok ito ng higit na transparency ng mga pamamaraan, paglalathala ng mga template na ginamit, mga pamantayan ng pagsusuri, at pagtatakda ng petsa ng pag-expire para sa mga kaganapan na hindi nakapag-iisa na napatunayan.
