Белгисиздиктин толкундары
Үстүбүздөгү жылдын январында LIGO обсерваториясы эки нейтрон жылдызынын кошулушунун экинчи окуясы болушу мүмкүн деп жазылганы кабарланган. Бул маалымат жалпыга маалымдоо каражаттарында сонун көрүнөт, бирок көптөгөн илимпоздор жаңы пайда болгон "гравитикалык толкун астрономиясынын" ачылыштарынын ишенимдүүлүгүнө олуттуу шек санай башташты.
2019-жылдын апрель айында Луизиана штатындагы Ливингстон шаарындагы LIGO детектору Жерден 520 миллион жарык жылы алыстыкта жайгашкан объекттердин айкалышын аныктаган. Ханфорддо бир эле детектор менен жасалган бул байкоо убактылуу иштен чыгып, Бийкеч бул көрүнүштү каттаган жок, бирок ошентсе да бул көрүнүштүн жетиштүү сигналы деп эсептейт.
Сигнал анализи GW190425 жалпы массасы Күндүн массасынан 3,3 - 3,7 эсе чоң бинардык системанын кагылышуусун көрсөттү (1). Бул Саманчынын жолундагы экилик нейтрондук жылдыз системаларында байкалган массалардан ачык чоңураак, алар 2,5 жана 2,9 күн массасынын ортосунда. Бул ачылыш буга чейин байкалбаган кош нейтрондук жылдыздардын популяциясын чагылдырышы мүмкүн деп болжолдонууда. Зарылчылыктан тышкары жандыктардын мындай көбөйүшү баарына эле жага бербейт.
1. GW190425 нейтрон жылдызынын кагылышынын визуализациясы.
Учур болуп саналат GW190425 бир детектор тарабынан жазылган, илимпоздор жайгашкан жерди так аныктай алган жок дегенди билдирет жана электромагниттик диапазондо эч кандай байкоо изи жок, мисалы GW170817, LIGO байкаган эки нейтрон жылдызынын биринчи биригиши (бул да күмөндүү) , бирок төмөндө бул жөнүндө көбүрөөк). Бул эки нейтрон жылдызы эмес болушу мүмкүн. Балким, объекттердин бири Кара тешик. Балким экөө тең болгон. Бирок анда алар белгилүү кара тешиктерге караганда кичинераак кара тешиктер болмок жана бинардык кара тешиктердин пайда болушу үчүн моделдер кайра түзүлүшү керек болчу.
Бул моделдердин жана теориялардын көнүү үчүн өтө көп. Же балким, "гравитациялык толкун астрономиясы" космостук байкоонун эски талааларынын илимий катаалдыгына ыңгайлаша баштайт?
Өтө көп жалган позитивтер
Александр Унзикер (2), немис теоретик физиги жана кадыр-барктуу илим жазуучусу, февраль айында Medium гезитине жазгандай, чоң күтүүлөргө карабастан, LIGO жана VIRGO (3) гравитациялык толкун детекторлору бир жыл ичинде кокусунан жалган позитивдерди эске албаганда, кызыктуу эч нерсе көрсөткөн жок. Окумуштуунун айтымында, бул колдонулган ыкмага олуттуу шектенүүлөрдү жаратат.
2017-жылы физика боюнча Нобель сыйлыгы Райнер Вайсс, Барри К. Бариш жана Кип С. Торнго ыйгарылганы менен гравитациялык толкундарды аныктоого болобу деген суроо биротоло чечилгендей болду. Нобель комитетинин чечими тиешелүү абдан күчтүү сигнал аныктоо GW150914 2016-жылдын февраль айында пресс-конференцияда көрсөтүлгөн жана буга чейин айтылган GW170817 сигналы эки нейтрон жылдызынын кошулушуна байланыштуу болгон, анткени эки башка телескоп жакындашуу сигналын жазган.
Ошондон бери алар физиканын расмий илимий схемасына киришти. Ачылыштар шыктануу менен жоопторду жаратып, астрономияда жаңы доордун башталышы күтүлгөн. Гравитациялык толкундар мурда белгилүү болгон телескоптордун арсеналына кошулуп, байкоонун таптакыр жаңы түрлөрүнө алып келүүчү Ааламдын "жаңы терезеси" болушу керек эле. Көптөр бул ачылышты Галилейдин 1609-жылдагы телескобу менен салыштырышкан. Гравитациялык толкун детекторлорунун сезгичтигинин жогорулашы дагы шыктандырды. 3-жылдын апрель айында башталган O2019 байкоо циклинин жүрүшүндө ондогон кызыктуу ачылыштарга жана аныктоолорго үмүт арткан. Бирок, азырынча, Унзикер белгилегендей, бизде эч нерсе жок.
Тагыраак айтканда, акыркы бир нече ай ичинде катталган гравитациялык толкун сигналдарынын бири да өз алдынча текшерилген эмес. Анын ордуна, жалган позитивдердин жана сигналдардын түшүнүксүз көп саны бар болчу, алар кийин төмөндөтүлгөн. Он беш окуя башка телескоптор менен текшерүү сынагынан өтпөй калды. Мындан тышкары 19 сигнал тесттен алынып салынган.
Алардын айрымдары башында абдан маанилүү деп эсептелген - мисалы, GW191117j 28 миллиард жылда бир, GW190822c үчүн - 5 миллиард жылда бир жана GW200108v үчүн - 1 100де XNUMX ыктымалдыгы бар окуя деп бааланган. жыл. Каралып жаткан обсервация мезгили бир жыл да болбогондугун эске алсак, мындай жалган позитивдер арбын. Унзикердин айтымында, сигнал берүү ыкмасынын өзүндө бир нерсе туура эмес болушу мүмкүн.
Сигналдарды "ката" катары классификациялоо критерийлери, анын пикири боюнча, ачык эмес. Бул жөн гана анын пикири эмес. Белгилүү физик-теоретик Сабина Хоссенфельдер, мурда LIGO детекторлорунун маалыматтарын талдоо ыкмаларындагы кемчиликтерге көңүл буруп, өзүнүн блогунда мындай деп билдирди: «Бул менин башымды оорутуп жатат, элдер. Детекторуңуз эмне үчүн сиз күтпөгөн нерсени алып жатканын билбесеңиз, ал сиз күткөн нерсени көргөндө ага кантип ишенесиз?
Ката интерпретациясы башка байкоолор менен одоно карама-каршылыктарды болтурбоодон башка реалдуу сигналдарды бөлүүнүн системалуу процедурасы жок экенин көрсөтүп турат. Тилекке каршы, «кандидаттык ачылыштар» боюнча 53 учурдун жалпылыгы бир нерсе – муну кабарчыдан башка эч ким байкаган жок.
ЖМКлар LIGO/VIRGO ачылыштарын мөөнөтүнөн мурда майрамдоого умтулушат. Кийинки талдоолор жана ырастоо издөөлөрү ийгиликсиз болгондо, бир нече айдан бери болуп өткөндөй, массалык маалымат каражаттарында ынта же оңдоо жок. Бул азыраак эффективдүү этапта ЖМКлар такыр кызыкдар эмес.
Бир гана аныктоо анык
Унзикердин айтымында, эгерде биз 2016-жылы жогорку деңгээлдеги ачылыш жарыясынан бери кырдаалдын өнүгүшүнө көз салып турган болсок, азыркы күмөн саноолор күтүлбөшү керек. Маалыматтарга биринчи көз карандысыз баалоону Эндрю Д. Джексон жетектеген Копенгагендеги Нилс Бор институтунун командасы жүргүзгөн. Алардын маалыматтарын талдоо команданын ырастоолоруна карабастан, калган сигналдарда кызыктай корреляцияларды аныктады, алардын келип чыгышы дагы эле белгисиз. бардык аномалиялар камтылган. Сигналдар чийки маалыматтарды (кеңири алдын ала иштетүүдөн жана чыпкалоодон кийин) калыптар деп аталгандар менен, б.а. гравитациялык толкундардын сандык симуляцияларынан теориялык күтүлгөн сигналдар менен салыштырганда түзүлөт.
Бирок, маалыматтарды талдоодо мындай процедура сигналдын бар экендиги аныкталганда жана анын формасы так белгилүү болгондо гана ылайыктуу. Болбосо, үлгү анализи адаштыруучу курал болуп саналат. Жексон презентация учурунда муну абдан эффективдүү кылып, процедураны унаанын номерлерин автоматтык түрдө сүрөт таанууга салыштырган. Ооба, бүдөмүк сүрөттөлүштө так окууда эч кандай көйгөй жок, бирок жакын жерден өтүп бара жаткан бардык унаалардын так туура өлчөмдө жана үлгүдөгү номерлери болгондо гана. Бирок, эгер алгоритм "жаратылыштагы" сүрөттөргө колдонулса, ал кара тактары бар ар кандай жаркыраган объектиден мамлекеттик номерди тааныйт. Бул Unziker гравитациялык толкундар менен болушу мүмкүн деп ойлойт.
3. Дүйнөдөгү гравитациялык толкун детекторлорунун тармагы
Сигналдарды аныктоо методологиясы боюнча башка күмөндөр бар болчу. Сынга жооп катары, Копенгаген тобу үлгүлөрдү колдонбостон сигналдарды аныктоо үчүн таза статистикалык мүнөздөмөлөрдү колдонгон ыкманы иштеп чыкты. Колдонуу учурунда, 2015-жылдын сентябрь айындагы биринчи окуя дагы эле натыйжаларда ачык көрүнүп турат, бирок ... азырынча бул бир гана. Мындай күчтүү гравитациялык толкунду биринчи детектор ишке киргизилгенден көп өтпөй эле "ийгилик" деп атоого болот, бирок беш жылдан кийин дагы тастыкталган ачылыштардын жоктугу тынчсызданууну жаратат. Жакынкы он жылда статистикалык жактан маанилүү сигнал жок болсо, болот GW150915 биринчи жолу көрүлгөн дагы эле реалдуу деп эсептелет?
Кээ бирөөлөр кийинчерээк деп айтышат GW170817 аныктоо, башкача айтканда, эки нейтрондук жылдыздын термоядролук сигналы, гамма-нурлуу аспаптык байкоолорго жана оптикалык телескопторго шайкеш келет. Тилекке каршы, көптөгөн карама-каршылыктар бар: LIGOнун табылышы башка телескоптор сигналды байкагандан кийин бир нече сааттан кийин гана ачылган.
Үч күн мурун ишке киргизилген VIRGO лабораториясы эч кандай таанымал сигнал берген эмес. Мындан тышкары, ошол эле күнү LIGO/VIRGO жана ESAда тармак үзгүлтүккө учурады. Сигналдын нейтрондук жылдыздардын кошулушуна, өтө начар оптикалык сигналга жана башкаларга шайкештигине шек туудурган. Башка жагынан алганда, гравитациялык толкундарды изилдеген көптөгөн илимпоздор LIGO тарабынан алынган багыт маалыматы бир топ так болгон деп ырасташат. башка эки телескоп жана алар табылга кокусунан болушу мүмкүн эмес деп айтышат.
Унзикер үчүн GW150914 жана GW170817 үчүн маалыматтар, ири пресс-конференцияларда белгиленген мындай биринчи окуялар "анормалдуу" шарттарда алынган жана ал убакта бир топ жакшыраак техникалык шарттарда кайра чыгарууга мүмкүн эмес экендиги абдан кооптуу кокустук. узун катар өлчөө.
Бул болжолдуу супернова жарылуусу сыяктуу жаңылыктарга алып келет (ал иллюзия болуп чыкты), нейтрон жылдыздарынын уникалдуу кагылышуусуал илимпоздорду "кадимки акылмандык жылдарды кайра карап чыгууга" мажбурлайт, ал тургай 70 күндүк кара тешик жөнүндө, LIGO командасы муну өздөрүнүн теорияларын өтө шашылыш ырастоо деп атады.
Унзикер гравитациялык толкун астрономиясы "көзгө көрүнбөгөн" (башкача) астрономиялык объектилерди камсыз кылуу үчүн жаман репутацияга ээ боло турган кырдаалды эскертет. Мунун алдын алуу үчүн, ал ыкмалардын көбүрөөк ачыктыгын, колдонулган шаблондорду жарыялоону, талдоо стандарттарын жана өз алдынча текшерилбеген окуялардын жарактуулук мөөнөтүн белгилөөнү сунуштайт.
