Noaniqlik to'lqinlari
Joriy yilning yanvar oyida LIGO observatoriyasi, ehtimol, ikki neytron yulduzning birlashishi bilan bog'liq ikkinchi hodisani qayd etgani haqida xabar berilgan edi. Ushbu ma'lumot ommaviy axborot vositalarida ajoyib ko'rinadi, ammo ko'plab olimlar yangi paydo bo'lgan "gravitatsion to'lqin astronomiyasi" kashfiyotlarining ishonchliligiga jiddiy shubha qila boshladilar.
2019-yil aprel oyida Luiziana shtatining Livingston shahridagi LIGO detektori Yerdan taxminan 520 million yorugʻlik yili uzoqlikda joylashgan obʼyektlar kombinatsiyasini aniqladi. Hanfordda faqat bitta detektor yordamida amalga oshirilgan bu kuzatuv vaqtincha o'chirildi va Virgo bu hodisani qayd etmadi, ammo shunga qaramay, buni hodisaning etarli signali deb hisobladi.
Signal tahlili GW190425 umumiy massasi Quyoshning massasidan 3,3 - 3,7 marta katta bo'lgan ikkilik tizimning to'qnashuviga ishora qildi (1). Bu Somon yo'lidagi qo'shaloq neytron yulduz tizimlarida kuzatiladigan, 2,5 dan 2,9 gacha bo'lgan quyosh massalaridan aniq kattaroqdir. Taxminlarga ko‘ra, kashfiyot ilgari kuzatilmagan qo‘sh neytronli yulduzlar populyatsiyasini ifodalashi mumkin. Zotdan tashqari mavjudotlarning bunday ko'payishi hamma ham yoqmaydi.
1. GW190425 neytron yulduzining to'qnashuvini ingl.
Gap shundaki GW190425 Yagona detektor tomonidan qayd etilgani, olimlar joylashuvni aniq aniqlay olmaganligini anglatadi va elektromagnit diapazonda kuzatuv izi yo'q, GW170817 misolida, LIGO tomonidan kuzatilgan ikkita neytron yulduzining birinchi birlashishi (bu ham shubhali) , lekin quyida bu haqda ko'proq). Ehtimol, bu ikkita neytron yulduz emas edi. Ehtimol, ob'ektlardan biri Qora tuynuk. Ehtimol, ikkalasi ham bo'lgan. Ammo keyin ular har qanday ma'lum qora tuynuklarga qaraganda kichikroq qora tuynuklar bo'lar edi va ikkilik qora tuynuklarning shakllanishi uchun modellar qayta tiklanishi kerak edi.
Moslashish uchun bunday modellar va nazariyalar juda ko'p. Yoki, ehtimol, "gravitatsion to'lqin astronomiyasi" kosmik kuzatishning eski sohalarining ilmiy qat'iyligiga moslasha boshlaydi?
Juda ko'p noto'g'ri pozitivlar
Nemis nazariy fizigi va taniqli fan yozuvchisi Aleksandr Unziker (2) fevral oyida Medium nashrida yozgan ediki, katta umidlarga qaramay, LIGO va VIRGO (3) tortishish to'lqinlari detektorlari bir yil ichida tasodifiy noto'g'ri pozitivlardan tashqari hech qanday qiziq narsa ko'rsatmadi. Olimning fikricha, bu qo‘llanilayotgan usulga nisbatan jiddiy shubha uyg‘otadi.
2017-yilda fizika bo‘yicha Nobel mukofoti Rayner Vayss, Barri K. Barish va Kip S. Tornga berilishi bilan tortishish to‘lqinlarini aniqlash mumkinmi, degan savol bir marta va butunlay hal qilingandek bo‘ldi. Nobel qo'mitasining qarori tegishli juda kuchli signalni aniqlash GW150914 2016 yil fevral oyida bo'lib o'tgan matbuot anjumanida taqdim etilgan va yuqorida aytib o'tilgan GW170817 signali ikkita neytron yulduzining birlashishi bilan bog'liq edi, chunki ikkita boshqa teleskop konverging signalini qayd etdi.
O'shandan beri ular fizikaning rasmiy ilmiy sxemasiga kirishdi. Bu kashfiyotlar hayajonli javoblarni uyg'otdi va astronomiyada yangi davr kutilgan edi. Gravitatsion to'lqinlar ilgari ma'lum bo'lgan teleskoplar arsenalini qo'shib, kuzatishning mutlaqo yangi turlariga olib keladigan koinotning "yangi oynasi" bo'lishi kerak edi. Ko‘pchilik bu kashfiyotni Galileyning 1609-yildagi teleskopi bilan solishtirdi. Gravitatsion to'lqin detektorlarining sezgirligini oshirish yanada g'ayratli edi. 3-yil aprel oyida boshlangan O2019 kuzatish sikli davomida oʻnlab qiziqarli kashfiyotlar va aniqlashlarga umidlar katta edi. Biroq, hozircha, Unziker ta'kidlaydi, bizda hech narsa yo'q.
Aniqroq qilib aytadigan bo'lsak, so'nggi bir necha oy davomida qayd etilgan gravitatsion to'lqin signallarining hech biri mustaqil ravishda tekshirilmagan. Buning o'rniga, noto'g'ri musbat va signallarning tushunarsiz darajada ko'pligi bor edi, ular keyinchalik pasaytirildi. O'n beshta hodisa boshqa teleskoplar bilan tekshirish sinovidan o'ta olmadi. Bundan tashqari, 19 ta signal sinovdan olib tashlandi.
Ulardan ba'zilari dastlab juda muhim deb hisoblangan - masalan, GW191117j 28 milliard yilda bir, GW190822c uchun - 5 milliard yilda bir va GW200108v uchun - 1 100 yilda bir ehtimoli bo'lgan hodisa deb hisoblangan. yillar. Ko'rib chiqilayotgan kuzatuv davri hatto bir yil emasligini hisobga olsak, bunday noto'g'ri pozitivlar juda ko'p. Signal berish usulining o'zida nimadir noto'g'ri bo'lishi mumkin, deydi Unziker.
Signallarni "xatolar" deb tasniflash mezonlari, uning fikricha, shaffof emas. Bu shunchaki uning fikri emas. Mashhur nazariy fizik Sabina Xossenfelder, avvalroq LIGO detektori maʼlumotlarini tahlil qilish usullaridagi kamchiliklarga ishora qilib, oʻz blogida shunday izoh berdi: “Bu mening boshim ogʻrigʻiga sabab boʻlmoqda, odamlar. Agar detektoringiz nima uchun siz kutmagan narsani tanlayotganini bilmasangiz, u siz kutgan narsani ko'rganda unga qanday ishonishingiz mumkin?
Xato talqini shuni ko'rsatadiki, boshqa kuzatuvlar bilan keskin qarama-qarshiliklarga yo'l qo'ymaslikdan tashqari, haqiqiy signallarni boshqalardan ajratishning tizimli tartibi mavjud emas. Afsuski, 53 ta "nomzod kashfiyotlari"ning umumiy jihati bor - buni muxbirdan boshqa hech kim payqamadi.
Ommaviy axborot vositalari LIGO/VIRGO kashfiyotlarini muddatidan oldin nishonlashga moyil. Tasdiqlash uchun keyingi tahlillar va qidiruvlar muvaffaqiyatsizlikka uchraganida, bir necha oylar bo'lgani kabi, ommaviy axborot vositalarida endi ishtiyoq yoki tuzatish yo'q. Ushbu kam samarali bosqichda ommaviy axborot vositalari umuman qiziqish bildirmaydi.
Faqat bitta aniqlash aniq
Unzikerning so'zlariga ko'ra, agar biz 2016 yilda yuqori darajadagi ochilish e'lonidan beri vaziyatning rivojlanishini kuzatgan bo'lsak, hozirgi shubhalar ajablanmasligi kerak. Ma'lumotlarning birinchi mustaqil bahosi Endryu D. Jekson boshchiligidagi Kopengagendagi Niels Bor instituti jamoasi tomonidan amalga oshirildi. Ularning ma'lumotlarni tahlil qilishlari qolgan signallarda g'alati korrelyatsiyalarni aniqladi, jamoaning da'volariga qaramay, ularning kelib chiqishi hali ham noma'lum. barcha anomaliyalarni o'z ichiga oladi. Signallar xom ma'lumotni (keng qamrovli oldindan qayta ishlash va filtrlashdan so'ng) shablonlar deb ataladigan narsalar, ya'ni tortishish to'lqinlarining raqamli simulyatsiyalaridan nazariy kutilgan signallar bilan solishtirganda hosil bo'ladi.
Biroq, ma'lumotlarni tahlil qilishda, bunday tartib faqat signalning mavjudligi aniqlanganda va uning shakli aniq ma'lum bo'lganda mos keladi. Aks holda, naqsh tahlili chalg'ituvchi vositadir. Jekson taqdimot davomida buni juda samarali amalga oshirib, protsedurani avtomashina raqamlarini tasvirni avtomatik aniqlash bilan solishtirdi. Ha, loyqa tasvirda to‘g‘ri o‘qish bilan bog‘liq muammo yo‘q, lekin yaqin atrofdan o‘tayotgan barcha avtomobillarda aynan to‘g‘ri o‘lcham va uslubdagi davlat raqamlari bo‘lsagina. Biroq, agar algoritm “tabiatdagi” tasvirlarga qo‘llanilsa, u qora dog‘lari bo‘lgan har qanday yorqin ob’ektdan avtomobil raqamini tanib olardi. Unzikerning fikricha, tortishish to'lqinlari bilan shunday bo'lishi mumkin.
3. Dunyodagi tortishish to'lqinlari detektorlari tarmog'i
Signalni aniqlash metodologiyasi haqida boshqa shubhalar ham bor edi. Tanqidga javoban, Kopengagen guruhi naqshlardan foydalanmasdan signallarni aniqlash uchun sof statistik xususiyatlardan foydalanadigan usulni ishlab chiqdi. Qo'llashda, 2015 yil sentyabr oyidagi birinchi voqea hali ham natijalarda aniq ko'rinadi, ammo ... hozircha faqat bu. Bunday kuchli tortishish to‘lqinini birinchi detektor ishga tushirilgandan ko‘p o‘tmay “omad tilaymiz” deb atash mumkin, biroq besh yildan so‘ng qo‘shimcha tasdiqlangan kashfiyotlarning yo‘qligi xavotir uyg‘ota boshlaydi. Kelgusi o'n yil ichida statistik jihatdan muhim signal bo'lmasa, bo'ladi GW150915 ning birinchi ko'rinishi hali ham haqiqiy deb hisoblanadimi?
Ba'zilar buni keyinroq deb aytishadi GW170817 ni aniqlash, ya'ni qo'shaloq neytron yulduzining termoyadro signali, gamma-nurlari mintaqasida instrumental kuzatishlar va optik teleskoplar bilan mos keladi. Afsuski, ko'plab nomuvofiqliklar mavjud: LIGOning aniqlanishi boshqa teleskoplar signalni qayd etganidan keyin bir necha soat o'tgach aniqlandi.
Faqat uch kun oldin ishga tushirilgan VIRGO laboratoriyasi tanib bo'lmaydigan signal bermadi. Bundan tashqari, xuddi shu kuni LIGO/VIRGO va ESA’da tarmoq uzilishi yuz berdi. Signalning neytron yulduzlari birlashishi, juda zaif optik signal va boshqalar bilan mos kelishiga shubhalar bor edi. Boshqa tomondan, tortishish to'lqinlarini o'rganuvchi ko'plab olimlar LIGO tomonidan olingan yo'nalish ma'lumotlari LIGO tomonidan olingan ma'lumotlardan ancha aniqroq ekanligini ta'kidlaydilar. qolgan ikkita teleskop va ular topilma tasodifiy bo'lishi mumkin emasligini aytishadi.
Unziker uchun GW150914 va GW170817 uchun ma'lumotlar, yirik matbuot anjumanlarida qayd etilgan birinchi voqealar "g'ayritabiiy" sharoitlarda olingani va o'sha paytda ancha yaxshi texnik sharoitlarda qayta tiklana olmagani juda xavotirli tasodif. uzun qatorlarning o'lchovlari.
Bu o'ta yangi yulduz portlashi kabi yangiliklarga olib keladi (bu illyuziya bo'lib chiqdi), neytron yulduzlarining noyob to'qnashuvibu olimlarni "yillardagi an'anaviy donolikni qayta ko'rib chiqishga" yoki hatto LIGO jamoasi o'z nazariyalarini juda shoshilinch ravishda tasdiqlash deb atagan 70 quyoshli qora tuynuk haqida o'ylashga majbur qiladi.
Unziker gravitatsion to'lqin astronomiyasi "ko'rinmas" (aks holda) astronomik ob'ektlarni taqdim etish uchun yomon obro'ga ega bo'ladigan vaziyat haqida ogohlantiradi. Buning oldini olish uchun u usullarning oshkoraligini, foydalanilgan shablonlarni nashr etishni, tahlil standartlarini va mustaqil ravishda tasdiqlanmagan voqealar uchun amal qilish muddatini belgilashni taklif qiladi.
