Qeyri-müəyyənlik dalğaları
Bu ilin yanvarında LIGO rəsədxanasının iki neytron ulduzun birləşməsi ilə bağlı ikinci hadisəni qeyd etdiyi bildirildi. Bu məlumat mediada əla görünür, lakin bir çox elm adamları yeni yaranan "qravitasiya dalğası astronomiyasının" kəşflərinin etibarlılığına ciddi şübhələr yaratmağa başlayır.
2019-cu ilin aprelində Luiziana ştatının Livinqston şəhərindəki LIGO detektoru Yerdən təxminən 520 milyon işıq ili uzaqlıqda yerləşən obyektlərin birləşməsini aşkar etdi. Hanfordda yalnız bir detektorla aparılan bu müşahidə müvəqqəti olaraq dayandırıldı və Qız bürcü bu fenomeni qeyd etmədi, lakin buna baxmayaraq, bunu fenomenin kifayət qədər siqnalı hesab etdi.
Siqnal Analizi GW190425 ümumi kütləsi Günəşin kütləsindən 3,3 - 3,7 dəfə böyük olan ikili sistemin toqquşmasına işarə etdi (1). Bu, Süd Yolunda ikili neytron ulduz sistemlərində müşahidə olunan kütlələrdən açıq şəkildə daha böyükdür, hansı ki, 2,5 ilə 2,9 günəş kütləsi arasındadır. Bu kəşfin əvvəllər müşahidə olunmayan qoşa neytron ulduzlarının populyasiyasını təmsil edə biləcəyi irəli sürülüb. Zərurətdən kənar varlıqların bu çoxalmasını hər kəs bəyənmir.
1. GW190425 neytron ulduzunun toqquşmasının vizuallaşdırılması.
Faktı deyil GW190425 tək detektor tərəfindən qeydə alındı ki, alimlər yeri dəqiq müəyyən edə bilmədilər və LIGO tərəfindən müşahidə edilən iki neytron ulduzun ilk birləşməsi olan GW170817-də olduğu kimi elektromaqnit diapazonunda heç bir müşahidə izi yoxdur (bu da şübhəlidir) , lakin aşağıda daha ətraflı). Ola bilsin ki, bunlar iki neytron ulduzu deyildi. Bəlkə də obyektlərdən biri Qara dəlik. Bəlkə də hər ikisi idi. Lakin sonra onlar hər hansı məlum qara dəlikdən daha kiçik qara dəliklər olacaq və ikili qara dəliklərin meydana gəlməsi üçün modellər yenidən qurulmalı olacaq.
Uyğunlaşmaq üçün bu modellər və nəzəriyyələr həddən artıq çoxdur. Yoxsa bəlkə "qravitasiya dalğası astronomiyası" köhnə kosmik müşahidə sahələrinin elmi sərtliyinə uyğunlaşmağa başlayacaq?
Həddindən artıq yanlış pozitivlər
Alman nəzəri fiziki və hörmətli məşhur elm yazıçısı Aleksandr Unziker (2) fevral ayında Medium-da yazırdı ki, böyük gözləntilərə baxmayaraq, LIGO və VIRGO (3) qravitasiya dalğası detektorları bir il ərzində təsadüfi yanlış pozitivlərdən başqa maraqlı heç nə göstərməyib. Alimin fikrincə, bu, istifadə olunan üsulla bağlı ciddi şübhələr yaradır.
2017-ci il Fizika üzrə Nobel Mükafatının Rainer Weiss, Barry K. Barish və Kip S. Thorne-ə verilməsi ilə qravitasiya dalğalarının aşkar edilib-edilməməsi məsələsi birdəfəlik həll edilmiş kimi görünürdü. Nobel Komitəsinin qərarına aiddir son dərəcə güclü siqnal aşkarlama GW150914 2016-cı ilin fevralında mətbuat konfransında təqdim edilmiş və artıq qeyd olunan GW170817 siqnalı iki neytron ulduzun birləşməsinə aid edilmişdir, çünki iki digər teleskop yaxınlaşan bir siqnal qeyd etmişdir.
O vaxtdan bəri onlar fizikanın rəsmi elmi sxeminə daxil olublar. Kəşflər coşğulu reaksiyalar doğurdu və astronomiyada yeni bir dövr gözlənilirdi. Qravitasiya dalğaları əvvəllər məlum olan teleskopların arsenalını əlavə edərək, tamamilə yeni müşahidə növlərinə səbəb olan Kainata "yeni pəncərə" olmalı idi. Çoxları bu kəşfi Qalileonun 1609 teleskopu ilə müqayisə etdi. Qravitasiya dalğası detektorlarının artan həssaslığı daha da həvəsli idi. 3-cu ilin aprelində başlayan O2019 müşahidə dövrü ərzində onlarla maraqlı kəşflərə və aşkarlamalara ümidlər böyük idi. Bununla belə, hələlik, Unziker qeyd edir, bizdə heç nə yoxdur.
Dəqiq desək, son bir neçə ay ərzində qeydə alınan qravitasiya dalğası siqnallarının heç biri müstəqil olaraq yoxlanılmayıb. Əvəzində izaholunmaz dərəcədə çox sayda yalançı pozitivlər və siqnallar var idi və onlar daha sonra aşağı salındı. On beş hadisə digər teleskoplarla yoxlama testindən keçə bilmədi. Bundan əlavə, 19 siqnal sınaqdan çıxarılıb.
Onlardan bəziləri əvvəlcə çox əhəmiyyətli hesab olunurdu - məsələn, GW191117j 28 milyard ildən bir, GW190822c üçün - 5 milyard ildən bir, GW200108v üçün - 1-də 100 ehtimalı olan bir hadisə kimi qiymətləndirilmişdir. illər. Nəzərə alsaq ki, baxılan müşahidə müddəti bir il də belə deyil, belə yalançı pozitivlər çoxdur. Unzikerin fikrincə, siqnal üsulunun özündə səhv bir şey ola bilər.
Siqnalların "səhvlər" kimi təsnif edilməsi meyarları, onun fikrincə, şəffaf deyil. Bu, təkcə onun fikri deyil. Əvvəllər LIGO detektoru məlumatlarının təhlili metodlarında çatışmazlıqları qeyd edən tanınmış nəzəri fizik Sabina Hossenfelder öz bloqunda belə şərh etdi: “Bu, mənim başım ağrıdır, dostlar. Detektorunuzun gözləmədiyiniz bir şeyi niyə götürdüyünü bilmirsinizsə, gözlədiyinizi görəndə ona necə etibar edə bilərsiniz?
Səhvlərin təfsiri, digər müşahidələrlə açıq-aşkar ziddiyyətlərin qarşısını almaqdan başqa, faktiki siqnalları başqalarından ayırmaq üçün sistematik prosedurun olmadığını göstərir. Təəssüf ki, "namizəd kəşfləri" ilə bağlı 53 hadisənin ortaq bir cəhəti var - reportyordan başqa heç kim bunu görmədi.
Media LIGO/VIRGO kəşflərini vaxtından əvvəl qeyd etməyə meyllidir. Sonrakı təhlillər və təsdiq üçün axtarışlar uğursuzluğa düçar olanda, artıq bir neçə aydır ki, mediada həvəs və düzəliş yoxdur. Bu daha az təsirli mərhələdə media ümumiyyətlə maraq göstərmir.
Yalnız bir aşkarlama əmindir
Unzikerə görə, 2016-cı ildə yüksək profilli açılış elanından sonra vəziyyətin inkişafını izləmişiksə, indiki şübhələr sürpriz olmamalıdır. Məlumatların ilk müstəqil qiymətləndirilməsi Endryu D. Ceksonun rəhbərlik etdiyi Kopenhagendəki Niels Bohr İnstitutunda bir qrup tərəfindən aparılmışdır. Onların məlumatların təhlili, komandanın iddialarına baxmayaraq, mənşəyi hələ də bəlli olmayan qalan siqnallarda qəribə korrelyasiya aşkar etdi. bütün anomaliyalar daxildir. Xam məlumatlar (geniş ilkin emaldan və filtrasiyadan sonra) sözdə şablonlarla, yəni qravitasiya dalğalarının ədədi simulyasiyalarından nəzəri olaraq gözlənilən siqnallarla müqayisə edildikdə siqnallar yaradılır.
Bununla belə, məlumatları təhlil edərkən belə bir prosedur yalnız siqnalın mövcudluğu müəyyən edildikdə və onun forması dəqiq məlum olduqda uyğundur. Əks halda nümunə təhlili aldadıcı bir vasitədir. Cekson bunu təqdimat zamanı çox təsirli etdi, proseduru avtomobilin nömrələrinin avtomatik təsviri ilə tanınması ilə müqayisə etdi. Bəli, bulanıq təsvirdə dəqiq oxunuşda heç bir problem yoxdur, ancaq yaxınlıqdan keçən bütün avtomobillərin tam uyğun ölçüdə və üslubda nömrə nişanları olması şərti ilə. Bununla belə, alqoritm “təbiətdəki” təsvirlərə tətbiq edilsəydi, o, qara ləkələri olan istənilən parlaq obyektdən avtomobil nömrəsini tanıyardı. Unziker qravitasiya dalğalarının baş verə biləcəyini düşünür.
3. Dünyada qravitasiya dalğası detektorları şəbəkəsi
Siqnalın aşkarlanması metodologiyası ilə bağlı başqa şübhələr də var idi. Tənqidlərə cavab olaraq, Kopenhagen qrupu nümunələrdən istifadə etmədən siqnalları aşkar etmək üçün sırf statistik xüsusiyyətlərdən istifadə edən bir üsul hazırladı. Tətbiq edildikdə, 2015-ci ilin sentyabr ayının ilk hadisəsi nəticələrdə hələ də aydın görünür, lakin ... hələlik yalnız bu. Belə güclü qravitasiya dalğasını ilk detektorun işə salınmasından qısa müddət sonra “uğurlar” adlandırmaq olar, lakin beş ildən sonra əlavə təsdiqlənmiş kəşflərin olmaması narahatlıq yaratmağa başlayır. Əgər yaxın on ildə statistik əhəmiyyətli siqnal yoxdursa, olacaq GW150915-in ilk görünüşü hələ də real hesab olunur?
Bəziləri deyəcək ki, sonradan olub GW170817 aşkarlanması, yəni qamma-şüalarının instrumental müşahidələri və optik teleskoplarla uyğun gələn ikili neytron ulduzunun termonüvə siqnalı. Təəssüf ki, bir çox uyğunsuzluq var: LIGO-nun aşkarlanması digər teleskopların siqnalı qeyd etməsindən bir neçə saat sonra aşkar edilmədi.
Yalnız üç gün əvvəl işə salınan VIRGO laboratoriyası heç bir tanınan siqnal vermədi. Bundan əlavə, eyni gündə LIGO/VIRGO və ESA-da şəbəkə kəsilməsi baş verdi. Siqnalın neytron ulduzların birləşməsinə uyğunluğu, çox zəif optik siqnal və s. ilə bağlı şübhələr var idi. Digər tərəfdən, qravitasiya dalğalarını tədqiq edən bir çox elm adamı iddia edir ki, LIGO-nun əldə etdiyi istiqamət məlumatı daha dəqiqdir. digər iki teleskop və onlar tapıntının təsadüfi ola bilməyəcəyini söyləyirlər.
Unziker üçün böyük mətbuat konfranslarında qeyd edilən bu cür ilk hadisələr olan GW150914 və GW170817 üçün məlumatların “anormal” şəraitdə əldə edilməsi və o zaman daha yaxşı texniki şərtlər altında təkrar istehsalının mümkün olmaması olduqca narahatedici bir təsadüfdür. uzun seriyaların ölçüləri.
Bu, ehtimal olunan fövqəlnova partlayışı (illüziya olduğu ortaya çıxdı) kimi xəbərlərə gətirib çıxarır. neytron ulduzlarının unikal toqquşmasıo, alimləri "illər boyu adi müdrikliyi yenidən düşünməyə" və ya hətta LIGO komandasının öz nəzəriyyələrinin çox tələsik təsdiqi adlandırdığı 70 günəşli qara dəliyi düşünməyə məcbur edir.
Unziker qravitasiya dalğası astronomiyasının "görünməz" (əks halda) astronomik obyektləri təmin etmək üçün bədnam bir şöhrət qazanacağı bir vəziyyət barədə xəbərdarlıq edir. Bunun baş verməsinin qarşısını almaq üçün o, metodların daha çox şəffaflığını, istifadə olunan şablonların dərcini, təhlil standartlarını və müstəqil olaraq təsdiq olunmayan hadisələr üçün son tarix təyin etməyi təklif edir.
