Бранови на неизвесност
Во јануари оваа година беше објавено дека опсерваторијата LIGO го забележала, веројатно вториот настан од спојување на две неутронски ѕвезди. Оваа информација изгледа одлично во медиумите, но многу научници почнуваат да имаат сериозни сомнежи за веродостојноста на откритијата на новонастанатата „астрономија со гравитациски бранови“.
Во април 2019 година, детекторот LIGO во Ливингстон, Луизијана откри комбинација од објекти лоцирани на околу 520 милиони светлосни години од Земјата. Оваа опсервација, направена со само еден детектор, во Ханфорд, била привремено оневозможена, а Девицата не ја регистрирала појавата, но сепак ја сметала за доволен сигнал за феноменот.
Анализа на сигнали GW190425 укажа на судир на бинарен систем со вкупна маса од 3,3 - 3,7 пати поголема од масата на Сонцето (1). Ова е јасно поголемо од масите што вообичаено се забележуваат во системите на бинарни неутронски ѕвезди во Млечниот Пат, кои се меѓу 2,5 и 2,9 соларни маси. Се претпоставува дека откритието може да претставува популација на двојни неутронски ѕвезди што досега не била забележана. Не секој го сака ова размножување на суштества надвор од неопходноста.
1. Визуелизација на судирот на неутронската ѕвезда GW190425.
Факт е дека GW190425 е снимен со еден детектор значи дека научниците не биле во можност да ја одредат точната локација и нема набљудувачка трага во електромагнетниот опсег, како во случајот со GW170817, првото спојување на две неутронски ѕвезди забележани од LIGO (што е исто така сомнително , но повеќе за тоа подолу). Можно е тоа да не биле две неутронски ѕвезди. Можеби еден од предметите Црна дупка. Можеби и двете беа. Но, тогаш тие би биле помали црни дупки од која било позната црна дупка, а моделите за формирање на бинарни црни дупки би требало повторно да се изградат.
Има премногу од овие модели и теории на кои треба да се прилагодиме. Или можеби „астрономијата на гравитационите бранови“ ќе почне да се прилагодува на научната строгост на старите полиња на набљудување на вселената?
Премногу лажни позитиви
Александар Унзикер (2), германски теоретски физичар и почитуван писател на популарната наука, напиша на Медиум во февруари дека, и покрај огромните очекувања, детекторите за гравитациони бранови LIGO и VIRGO (3) не покажале ништо интересно за една година, освен случајни лажни позитиви. Според научникот, ова предизвикува сериозни сомнежи за користениот метод.
Со Нобеловата награда за физика за 2017 година што им беше доделена на Рајнер Вајс, Бери К. Бариш и Кип С. Торн, прашањето дали може да се откријат гравитационите бранови се чинеше дека беше решено еднаш засекогаш. Одлуката на Нобеловиот комитет се однесува исклучително силен сигнал за откривање GW150914 презентиран на прес-конференција во февруари 2016 година, и веќе споменатиот сигнал GW170817, кој се припишува на спојувањето на две неутронски ѕвезди, бидејќи два други телескопи снимија сигнал за конвергирање.
Оттогаш, тие влегоа во официјалната научна шема на физиката. Откритијата предизвикаа ентузијастички реакции и се очекуваше нова ера во астрономијата. Гравитационите бранови требаше да бидат „нов прозорец“ кон Универзумот, додавајќи го арсеналот на претходно познатите телескопи и доведувајќи до сосема нови типови на набљудување. Многумина го споредија ова откритие со телескопот на Галилео од 1609 година. Уште поентузијастички беше зголемената чувствителност на детекторите за гравитациони бранови. Надежите за десетици возбудливи откритија и откривања за време на циклусот на набљудување на О3 што започна во април 2019 година беа големи. Сепак, засега, забележува Унзикер, немаме ништо.
Да бидеме прецизни, ниту еден од сигналите на гравитационите бранови снимени во изминатите неколку месеци не е независно потврден. Наместо тоа, имаше необјасниво голем број на лажни позитиви и сигнали, кои потоа беа намалени. Петнаесет настани не успеаја на тестот за валидација со други телескопи. Покрај тоа, 19 сигнали беа отстранети од тестот.
Некои од нив првично се сметаа за многу значајни - на пример, GW191117j се проценува дека е настан со веројатност од една во 28 милијарди години, за GW190822c - една на 5 милијарди години и за GW200108v - 1 на 100. години. Имајќи предвид дека периодот на набљудување што се разгледува не беше ни цела година, има многу такви лажни позитиви. Можеби нешто не е во ред со самиот метод на сигнализација, коментира Unziker.
Критериумите за класификација на сигналите како „грешки“, според него, не се транспарентни. Тоа не е само негово мислење. Познатата теоретска физика Сабине Хосенфелдер, која претходно укажа на недостатоците во методите за анализа на податоците со детекторот LIGO, на својот блог коментираше: „Ова ме боли главоболка, луѓе. Ако не знаете зошто вашиот детектор зема нешто што изгледа дека не е она што го очекувате, како можете да му верувате кога го гледа она што го очекувате?
Толкувањето на грешките сугерира дека не постои систематска процедура за одвојување на вистинските сигнали од другите, освен да се избегнат флагрантни противречности со други набљудувања. За жал, дури 53 случаи на „откритија на кандидати“ имаат едно нешто заедничко - никој освен известувачот не го забележал тоа.
Медиумите имаат тенденција предвреме да ги слават откритијата на LIGO/VIRGO. Кога последователните анализи и барања за потврда не успеваат, како што е веќе неколку месеци, нема повеќе ентузијазам или корекција во медиумите. Во оваа помалку ефективна фаза, медиумите воопшто не покажуваат интерес.
Само едно откривање е сигурно
Според Унзикер, ако го следиме развојот на ситуацијата од објавувањето на огласот за отворање од висок профил во 2016 година, сегашните сомнежи не треба да изненадуваат. Првата независна евалуација на податоците беше спроведена од тим од Институтот Нилс Бор во Копенхаген, предводен од Ендрју Д. Џексон. Нивната анализа на податоците откри чудни корелации во преостанатите сигнали, чие потекло сè уште е нејасно, и покрај тврдењата на тимот дека вклучени сите аномалии. Сигналите се генерираат кога необработените податоци (по екстензивна претходна обработка и филтрирање) се споредуваат со таканаречените шаблони, односно теоретски очекуваните сигнали од нумеричките симулации на гравитационите бранови.
Меѓутоа, кога се анализираат податоците, таквата постапка е соодветна само кога ќе се утврди самото постоење на сигналот и кога е точно познат неговиот облик. Во спротивно, анализата на шаблоните е алатка која доведува до заблуда. Џексон го направи ова многу ефикасно за време на презентацијата, споредувајќи ја постапката со автоматско препознавање на слики на регистарски таблички на автомобили. Да, нема проблеми со точното читање на заматена слика, но само ако сите автомобили што минуваат во близина имаат регистарски таблички со точно соодветна големина и стил. Меѓутоа, ако алгоритмот се примени на слики „во природата“, ќе ја препознае регистарската табличка од кој било светол предмет со црни дамки. Ова е она што Унзикер мисли дека може да се случи со гравитационите бранови.
3. Мрежа на детектори за гравитациски бранови во светот
Имаше и други сомнежи за методологијата за откривање сигнал. Како одговор на критиките, групата од Копенхаген разви метод кој користи чисто статистички карактеристики за откривање сигнали без употреба на обрасци. Кога се применува, првиот инцидент од септември 2015 година се уште е јасно видлив во резултатите, но ... засега само овој. Ваквиот силен гравитациски бран може да се нарече „со среќа“ набргу по лансирањето на првиот детектор, но по пет години, недостатокот на дополнителни потврдени откритија почнува да предизвикува загриженост. Ако нема статистички значаен сигнал во следните десет години, дали ќе има првото гледање на GW150915 уште се смета за реално?
Некои ќе речат дека било подоцна откривање на GW170817, односно термонуклеарниот сигнал на двојната неутронска ѕвезда, во согласност со инструменталните набљудувања во регионот на гама-зраците и оптичките телескопи. За жал, има многу недоследности: откривањето на LIGO не беше откриено дури неколку часа откако другите телескопи го забележаа сигналот.
Лабораторијата VIRGO, лансирана само три дена порано, не даде препознатлив сигнал. Дополнително, истиот ден имаше прекин на мрежата на LIGO/VIRGO и ESA. Имаше сомневања за компатибилноста на сигналот со спојување на неутронска ѕвезда, многу слаб оптички сигнал итн. Од друга страна, многу научници кои ги проучуваат гравитационите бранови тврдат дека информациите за насоката добиени од LIGO биле многу попрецизни од информациите на другите два телескопи и велат дека наодот не можел да биде случаен.
За Унзикер, прилично вознемирувачка случајност е тоа што податоците и за GW150914 и за GW170817, првите настани од ваков вид забележани на големите прес-конференции, беа добиени под „ненормални“ околности и не можеа да се репродуцираат под многу подобри технички услови во тоа време. мерења на долги серии.
Ова води до вести како наводна експлозија на супернова (која се покажа како илузија), уникатен судир на неутронски ѕвездитоа ги принудува научниците да „преиспитаат годините на конвенционалната мудрост“ или дури и црна дупка од 70 солари, што тимот на LIGO го нарече премногу избрзана потврда на нивните теории.
Унзикер предупредува на ситуација во која астрономијата на гравитационите бранови ќе се здобие со неславна репутација за обезбедување на „невидливи“ (инаку) астрономски објекти. За да се спречи тоа да се случи, тој нуди поголема транспарентност на методите, објавување на користените шаблони, стандарди за анализа и одредување датум на истекување за настани кои не се независно потврдени.
