Mawimbi ya kutokuwa na uhakika
Mnamo Januari mwaka huu, iliripotiwa kuwa uchunguzi wa LIGO ulirekodi, ikiwezekana tukio la pili la kuunganishwa kwa nyota mbili za nyutroni. Habari hii inaonekana nzuri kwenye vyombo vya habari, lakini wanasayansi wengi wanaanza kuwa na mashaka makubwa juu ya kuegemea kwa uvumbuzi wa unajimu unaoibuka wa "gravitic-wave astronomy".
Mnamo Aprili 2019, kigunduzi cha LIGO huko Livingston, Louisiana, kiligundua mchanganyiko wa vitu vilivyo karibu miaka milioni 520 ya mwanga kutoka Duniani. Uchunguzi huu, uliofanywa na detector moja tu, huko Hanford, ulizimwa kwa muda, na Virgo hakusajili jambo hilo, lakini hata hivyo aliona kuwa ni ishara ya kutosha ya jambo hilo.
Uchambuzi wa Mawimbi GW190425 ilionyesha mgongano wa mfumo wa binary na jumla ya wingi wa 3,3 - 3,7 mara ya wingi wa Jua (1). Hii ni wazi zaidi kuliko wingi unaoonekana katika mifumo ya nyota ya neutroni katika Milky Way, ambayo ni kati ya 2,5 na 2,9 za sola. Imependekezwa kuwa ugunduzi huo unaweza kuwakilisha idadi ya nyota mbili za nyutroni ambazo hazijaonekana hapo awali. Sio kila mtu anapenda kuzidisha huku kwa viumbe zaidi ya lazima.
1. Taswira ya mgongano wa nyota ya nyutroni GW190425.
Ukweli ni kwamba GW190425 ilirekodiwa na detector moja ina maana kwamba wanasayansi hawakuweza kutambua kwa usahihi eneo, na hakuna athari ya uchunguzi katika safu ya sumakuumeme, kama ilivyo kwa GW170817, muunganisho wa kwanza wa nyota mbili za nyutroni zilizozingatiwa na LIGO (ambayo pia ni ya shaka. , lakini zaidi juu ya hiyo hapa chini). Inawezekana kwamba hizi hazikuwa nyota mbili za neutroni. Labda moja ya vitu Shimo nyeusi. Labda wote wawili walikuwa. Lakini basi yangekuwa mashimo meusi madogo kuliko shimo lolote jeusi linalojulikana, na mifano ya kuunda shimo nyeusi italazimika kujengwa upya.
Kuna mifano na nadharia nyingi sana za kuzoea. Au labda "astronomy ya wimbi la mvuto" itaanza kukabiliana na ukali wa kisayansi wa nyanja za zamani za uchunguzi wa anga?
Chanya nyingi za uwongo
Alexander Unziker (2), mwanafizikia wa kinadharia wa Ujerumani na mwandishi maarufu wa sayansi, aliandika kwenye Medium mnamo Februari kwamba, licha ya matarajio makubwa, vigunduzi vya wimbi la mvuto la LIGO na VIRGO (3) havikuonyesha chochote cha kufurahisha kwa mwaka, isipokuwa chanya za uwongo za nasibu. Kulingana na mwanasayansi, hii inaleta mashaka makubwa juu ya njia iliyotumiwa.
Huku Tuzo ya Nobel ya 2017 katika Fizikia ikitunukiwa Rainer Weiss, Barry K. Barish, na Kip S. Thorne, swali la iwapo mawimbi ya uvutano yanaweza kugunduliwa lilionekana kutatuliwa mara moja na kwa wote. Uamuzi wa Kamati ya Nobel unahusu utambuzi wa mawimbi yenye nguvu sana GW150914 iliyowasilishwa katika mkutano wa waandishi wa habari mnamo Februari 2016, na ishara iliyotajwa tayari GW170817, ambayo ilihusishwa na kuunganishwa kwa nyota mbili za nyutroni, kwani darubini zingine mbili zilirekodi ishara inayobadilika.
Tangu wakati huo, wameingia katika mpango rasmi wa kisayansi wa fizikia. Ugunduzi huo uliibua majibu ya shauku, na enzi mpya ya unajimu ilitarajiwa. Mawimbi ya mvuto yalipaswa kuwa "dirisha jipya" kwa Ulimwengu, na kuongeza kwenye safu ya darubini zilizojulikana hapo awali na kusababisha aina mpya kabisa za uchunguzi. Wengi wamelinganisha ugunduzi huu na darubini ya Galileo ya 1609. Changamoto zaidi ilikuwa kuongezeka kwa unyeti wa vigunduzi vya mawimbi ya mvuto. Matumaini ya uvumbuzi na ugunduzi wa kusisimua wakati wa mzunguko wa uchunguzi wa O3 ulioanza Aprili 2019 yalikuwa makubwa. Walakini, hadi sasa, maelezo ya Unziker, hatuna chochote.
Ili kuwa sahihi, hakuna mawimbi yoyote ya mawimbi ya uvutano yaliyorekodiwa katika miezi michache iliyopita ambayo yamethibitishwa kwa kujitegemea. Badala yake, kulikuwa na idadi kubwa isiyoelezeka ya chanya na ishara za uwongo, ambazo zilishushwa. Matukio kumi na tano yalishindwa katika jaribio la uthibitishaji na darubini nyingine. Kwa kuongeza, ishara 19 ziliondolewa kwenye mtihani.
Baadhi yao hapo awali walizingatiwa kuwa muhimu sana - kwa mfano, GW191117j ilikadiriwa kuwa tukio lenye uwezekano wa moja katika miaka bilioni 28, kwa GW190822c - moja katika miaka bilioni 5, na kwa GW200108v - 1 katika 100. miaka. Kwa kuzingatia kwamba muda wa uchunguzi unaozingatiwa haukuwa hata mwaka mzima, kuna mengi ya chanya hizo za uwongo. Kunaweza kuwa na kitu kibaya na njia ya kuashiria yenyewe, maoni ya Unziker.
Vigezo vya kuainisha ishara kama "makosa", kwa maoni yake, sio wazi. Sio maoni yake tu. Mwanafizikia mashuhuri wa kinadharia Sabina Hossenfelder, ambaye hapo awali ametaja mapungufu katika njia za uchanganuzi wa data za kigunduzi cha LIGO, alitoa maoni kwenye blogi yake: "Hii inanipa maumivu ya kichwa, watu. Ikiwa hujui ni kwa nini kigunduzi chako huchukua kitu usichotarajia, unawezaje kukiamini kinapoona unachotarajia?
Ufafanuzi wa makosa unapendekeza kwamba hakuna utaratibu wa kimfumo wa kutenganisha ishara halisi kutoka kwa wengine, zaidi ya kuzuia ukinzani dhahiri na uchunguzi mwingine. Kwa bahati mbaya, kama kesi 53 za "ugunduzi wa wagombea" zina kitu kimoja - hakuna mtu isipokuwa mwandishi wa habari aliyegundua hili.
Vyombo vya habari huelekea kusherehekea mapema uvumbuzi wa LIGO/VIRGO. Wakati uchambuzi unaofuata na utafutaji wa uthibitisho unashindwa, kama imekuwa kwa miezi kadhaa, hakuna shauku zaidi au marekebisho katika vyombo vya habari. Katika hatua hii isiyofaa, vyombo vya habari havionyeshi kupendezwa hata kidogo.
Ugunduzi mmoja tu ni hakika
Kwa mujibu wa Unziker, ikiwa tumefuata maendeleo ya hali hiyo tangu tangazo la juu la ufunguzi wa 2016, mashaka ya sasa haipaswi kushangaza. Tathmini ya kwanza huru ya data ilifanywa na timu katika Taasisi ya Niels Bohr huko Copenhagen iliyoongozwa na Andrew D. Jackson. Uchambuzi wao wa data ulibaini uhusiano wa ajabu katika ishara zilizobaki, ambayo asili yake bado haijulikani, licha ya madai ya timu hiyo kuwa. hitilafu zote zimejumuishwa. Mawimbi huzalishwa wakati data mbichi (baada ya kuchakatwa kwa kina na kuchujwa) inalinganishwa na kinachojulikana kama violezo, yaani, mawimbi yanayotarajiwa kinadharia kutoka kwa masimulizi ya nambari ya mawimbi ya mvuto.
Hata hivyo, wakati wa kuchambua data, utaratibu huo unafaa tu wakati kuwepo kwa ishara kunaanzishwa na sura yake inajulikana kwa usahihi. Vinginevyo, uchambuzi wa muundo ni zana ya kupotosha. Jackson alifanya hili kwa ufanisi sana wakati wa uwasilishaji, akilinganisha utaratibu na utambuzi wa picha otomatiki wa nambari za leseni za gari. Ndiyo, hakuna tatizo na usomaji sahihi kwenye picha yenye ukungu, lakini iwapo tu magari yote yanayopita karibu yana nambari za nambari za leseni za ukubwa na mtindo ufaao. Hata hivyo, ikiwa algorithm ilitumiwa kwa picha "katika asili", ingetambua sahani ya leseni kutoka kwa kitu chochote mkali na matangazo nyeusi. Hivi ndivyo Unziker anafikiria inaweza kutokea kwa mawimbi ya mvuto.
3. Mtandao wa vigunduzi vya mawimbi ya mvuto duniani
Kulikuwa na mashaka mengine kuhusu mbinu ya kutambua ishara. Kujibu ukosoaji, kikundi cha Copenhagen kilibuni mbinu inayotumia sifa za takwimu kugundua ishara bila kutumia muundo. Inapotumika, tukio la kwanza la Septemba 2015 bado linaonekana wazi katika matokeo, lakini ... hadi sasa ni hili pekee. Wimbi hilo la nguvu la mvuto linaweza kuitwa "bahati nzuri" muda mfupi baada ya uzinduzi wa detector ya kwanza, lakini baada ya miaka mitano, ukosefu wa uvumbuzi zaidi uliothibitishwa huanza kusababisha wasiwasi. Ikiwa hakuna ishara muhimu ya kitakwimu katika miaka kumi ijayo, kutakuwa na Muonekano wa kwanza wa GW150915 bado inachukuliwa kuwa kweli?
Wengine watasema kwamba ilikuwa baadaye utambuzi wa GW170817, yaani, ishara ya thermonuclear ya nyota ya nyutroni ya binary, kulingana na uchunguzi wa ala ya gamma-ray na darubini za macho. Kwa bahati mbaya, kuna tofauti nyingi: ugunduzi wa LIGO haukugunduliwa hadi saa kadhaa baada ya darubini zingine kugundua ishara.
Maabara ya VIRGO, iliyozinduliwa siku tatu tu mapema, haikutoa ishara inayotambulika. Kwa kuongezea, kulikuwa na hitilafu ya mtandao katika LIGO/VIRGO na ESA siku hiyo hiyo. Kulikuwa na mashaka juu ya utangamano wa ishara na muunganisho wa nyota ya nyutroni, ishara dhaifu sana ya macho, nk Kwa upande mwingine, wanasayansi wengi wanaosoma mawimbi ya mvuto wanadai kwamba habari ya mwelekeo iliyopatikana na LIGO ilikuwa sahihi zaidi kuliko habari ya darubini zingine mbili, na wanasema kwamba kupatikana hakungeweza kuwa kwa bahati mbaya.
Kwa Unziker, ni bahati mbaya sana kwamba data ya GW150914 na GW170817, matukio ya kwanza ya aina hii yaliyotajwa kwenye mikutano mikuu ya waandishi wa habari, ilipatikana chini ya hali "isiyo ya kawaida" na haikuweza kutolewa tena chini ya hali bora zaidi za kiufundi wakati huo. vipimo vya mfululizo mrefu.
Hii inasababisha habari kama mlipuko unaodaiwa kuwa wa supernova (ambao uligeuka kuwa udanganyifu), mgongano wa kipekee wa nyota za nyutroniinawalazimu wanasayansi "kufikiria tena miaka ya hekima ya kawaida" au hata shimo jeusi la jua 70, ambalo timu ya LIGO iliita uthibitisho wa haraka wa nadharia zao.
Unziker anaonya juu ya hali ambayo unajimu wa wimbi la mvuto utapata sifa mbaya ya kutoa vitu "visivyoonekana" (vinginevyo) vya angani. Ili kuzuia hili kutokea, inatoa uwazi zaidi wa mbinu, uchapishaji wa violezo vilivyotumika, viwango vya uchanganuzi, na kuweka tarehe ya mwisho wa matumizi ya matukio ambayo hayajathibitishwa kivyake.
