Мавҷҳои номуайянӣ
Моҳи январи соли ҷорӣ хабар дода шуд, ки расадхонаи LIGO чӣ ҳодисаи дуюми якҷояшавии ду ситораи нейтронӣ буда метавонад, сабт шудааст. Ин маълумот дар ВАО олиҷаноб ба назар мерасад, аммо бисёре аз олимон ба эътимоднокии кашфиёти "астрономияи мавҷи ҷозибаӣ" шубҳаи ҷиддӣ доранд.
Дар моҳи апрели соли 2019 детектори LIGO дар Ливингстони Луизиана маҷмӯи объектҳоро кашф кард, ки тақрибан 520 миллион соли рӯшноӣ аз Замин ҷойгиранд. Ин мушоҳида, ки танҳо дар як детектор дар Ҳанфорд анҷом дода шуд, муваққатан ғайрифаъол шуд ва Вирго ин падидаро ба қайд нагирифт, аммо ба ҳар ҳол як сигнали кофии падида ҳисобида мешуд.
Таҳлили сигнал GW190425 бархурди системаи бинариро, ки массаи умумии он аз 3,3 то 3,7 маротиба массаи Офтоб аст (1) нишон дод. Ин аз массаҳое, ки маъмулан дар системаҳои ситораҳои бинарии нейтронӣ дар Роҳи Каҳкашон мушоҳида мешаванд, ки аз 2,5 то 2,9 массаи офтобӣ мебошанд, баръало калонтар аст. Пешниҳод шудааст, ки кашфиёт метавонад популятсияи ситораҳои дугонаи нейтронӣ бошад, ки қаблан мушоҳида нашуда буданд. Ин зиёдшавии махлуқот аз рӯи зарурат на ба ҳама маъқул аст.
1. Намоиши бархурди ситораи нейтронии GW190425.
Пойнт аст, ки GW190425 аз ҷониби як детектор гирифта шудааст, маънои онро дорад, ки олимон натавонистанд маконро муайян кунанд ва дар диапазони электромагнитӣ ягон имзои мушоҳидавӣ вуҷуд надорад, ба монанди GW170817, аввалин якҷояшавии ду ситораи нейтронӣ, ки аз ҷониби LIGO мушоҳида шудааст (ки ин ҳам шубҳанок аст, аммо бештар дар бораи он дар зер). Мумкин аст, ки ин ду ситораи нейтронй набуданд. Шояд яке аз объектҳо Black Hole. Шояд ҳарду буданд. Аммо он гоҳ онҳо сӯрохиҳои сиёҳи хурдтар аз ҳама сӯрохи сиёҳи маълум хоҳанд буд ва моделҳои ташаккули сӯрохиҳои сиёҳи бинарӣ бояд аз нав сохта шаванд.
Барои мутобиқ шудан ба ин моделҳо ва назарияҳо хеле зиёданд. Ё шояд «астрономияи мавҷи ҷозиба» ба сахтиҳои илмии соҳаҳои кӯҳнаи мушоҳидаи кайҳон мутобиқ шуданро оғоз кунад?
Аз ҳад зиёд мусбатҳои бардурӯғ
Александр Унсикер (2), физики назариявии олмонӣ ва муаллифи мӯҳтарами матнҳои илмии оммавӣ, моҳи феврал дар вебсайти Medium навишт, ки бо вуҷуди интизориҳои зиёд, детекторҳои мавҷи гравитационии LIGO ва VIRGO (3) дар як сол чизи ҷолиберо нишон надоданд, ба истиснои мусбатҳои бардурӯғи тасодуфӣ. Ба гуфтаи олим, ин ба усули истифодашуда шубҳаҳои ҷиддиро ба вуҷуд меорад.
Бо дарёфти Ҷоизаи Нобел дар риштаи физика дар соли 2017 ба Райнер Вайс, Барри К. Бариш ва Кип С. Торн, ба назар мерасад, ки оё мавҷҳои ҷозибаро кашф кардан мумкин аст, якбора ҳал шуд. Қарори Кумитаи Нобел дахл дорад муайянкунии сигнали хеле қавӣ GW150914 Дар конфронси матбуотӣ дар моҳи феврали соли 2016 пешниҳод карда шуд ва сигнали қаблан зикршудаи GW170817, ки ба якҷояшавии ду ситораи нейтронӣ марбут буд, зеро ду телескопи дигар сигнали конвергентиро сабт карданд.
Аз он вақт инҷониб онҳо ба нақшаи расмии илмии физика дохил шуданд. Бозёфтҳо вокунишҳои ҷолибро ба вуҷуд оварданд ва давраи нав дар астрономия интизор буд. Мавчхои гравитационй мебоист «равзанаи нав»-и Коинот мешуданд, ки ба арсеналхои телескопхои каблан маълум зам карда, ба навъхои тамоман нави мушохида оварда мерасонанд. Бисёриҳо ин кашфиётро бо телескопи соли 1609 Галилео муқоиса карданд. Афзоиши ҳассосияти детекторҳои мавҷи гравитатсионӣ боз ҳам ҷолибтар буд. Умедҳо ба даҳҳо бозёфтҳо ва бозёфтҳои ҳаяҷоновар дар давраи мушоҳидаи O3, ки дар моҳи апрели соли 2019 оғоз шуда буданд, зиёд буданд. Аммо, ҳоло, қайд мекунад Унзикер, мо чизе надорем.
Аниқтараш, ҳеҷ яке аз сигналҳои мавҷи гравитатсионӣ, ки дар тӯли чанд моҳи охир ошкор шудаанд, мустақилона тасдиқ карда нашудааст. Ба ҷои ин, шумораи зиёди мусбат ва сигналҳои бардурӯғ вуҷуд доштанд, ки баъдан паст карда шуданд. 19 ҳодиса аз санҷиши тасдиқкунӣ бо телескопҳои дигар ноком шуданд. Гайр аз ин XNUMX сигнал аз санчиш дур карда шуд.
Баъзеи онҳо дар аввал хеле муҳим ҳисобида мешуданд - масалан, GW191117j эҳтимолияти як дар 28 миллиард сол, GW190822c як дар 5 миллиард сол ва GW200108v эҳтимолияти 1 дар 100 миллиард сол дошт. сол. Бо дарназардошти он, ки давраи мушоњидаи мавриди назар њатто як соли пурра набуд, чунин позитивњои бардуруг зиёданд. Мумкин аст дар тарзи гузориш додани сигналҳо чизе нодуруст бошад, шарҳ медиҳад Унзикер.
Меъёрҳои таснифи сигналҳо ҳамчун "хатоҳо", ба ақидаи ӯ, шаффоф нестанд. Ин танҳо андешаи ӯ нест. Физики маъруфи назариявӣ Сабин Ҳоссенфелдер, ки қаблан камбудиҳои усулҳои таҳлили маълумотҳои детектори LIGO-ро қайд карда буд, дар блоги худ шарҳ дод: "Ин ба ман дарди сар меорад, бачаҳо. Агар шумо намедонед, ки чаро детектори шумо чизеро мебинад, ки ба назар он чизе, ки шумо интизор нестед, чӣ тавр шумо метавонед ба он бовар кунед, то он чизеро, ки шумо интизоред, бубинед?
Тафсири хато тахмин мекунад, ки ягон тартиби систематикии ҷудо кардани сигналҳои воқеӣ аз дигарон вуҷуд надорад, ба истиснои пешгирӣ кардани зиддиятҳои ошкор бо дигар мушоҳидаҳо. Мутаассифона, то 53 ҳолати «кашфиёти номзадҳо» як чизи умумӣ дорад - ба ҷуз аз гузоришдиҳанда касе онро пай набурд.
Васоити ахбори омма майл доранд, ки кашфиёти LIGO/VIRGO-ро бармаҳал ҷашн гиранд. Ваќте тањлилу љустуљўњои баъдї барои тасдиќ бенатиља мемонанд, чуноне ки моњњо буд, дигар шавќу ислоњ дар расонањо дида намешавад. Воситаҳои ахбори омма ба ин марҳилаи камтар таъсирбахш умуман таваҷҷӯҳ зоҳир намекунанд.
Танҳо як ошкор бешубҳа аст
Ба гуфтаи Унзикер, агар мо вазъро пас аз эълони бузурги ифтитоҳ дар соли 2016 пайгирӣ кунем, шубҳаҳои ҳозира набояд тааҷҷубовар бошанд. Аввалин арзёбии мустақили маълумотро як гурӯҳи Институти Нилс Бор дар Копенгаген бо роҳбарии Эндрю Д. Ҷексон анҷом дод. Таҳлили онҳо дар бораи маълумот таносуби аҷиберо дар сигналҳои боқимонда ошкор кард, ки пайдоиши онҳо ҳанӯз норавшан аст, сарфи назар аз иддаои гурӯҳ, ҳама аномалияҳо дохил мешаванд. Сигналҳо ҳангоми муқоисаи маълумоти хом (пас аз коркарди пешакии васеъ ва филтр) бо қолабҳо, яъне сигналҳои аз ҷиҳати назариявӣ интизоршаванда аз моделиронии ададии мавҷҳои гравитатсионӣ тавлид мешаванд.
Аммо хангоми тахлили маълумотхо чунин тартиб танхо дар сурате мувофик аст, ки худи мавчудияти сигнал мукаррар карда шуда, шакли он дакик маълум аст. Дар акси ҳол, таҳлили намуна воситаи гумроҳкунанда аст. Ҷексон ҳангоми муаррифии худ ин тартибро бо шинохти автоматии тасвири рақамҳои мошин муқоиса карда, хеле муассир кард. Бале, дар хондани дақиқ аз тасвири норавшан ҳеҷ мушкиле вуҷуд надорад, аммо танҳо ба шарте ки ҳамаи мошинҳои аз наздикӣ гузаштаистода рақамҳои рақами айнан як андоза ва услуб дошта бошанд. Аммо, агар алгоритм ба тасвирҳои "дар ваҳшӣ" татбиқ карда шавад, он рақами давлатиро аз ҳама гуна ашёи дурахшон бо доғҳои сиёҳ эътироф мекунад. Ин аст он чизе, ки Унзикер фикр мекунад, ки метавонад бо мавҷҳои гравитатсионӣ рӯй диҳад.
3. Шабакаи детекторҳои мавҷҳои гравитатсионӣ дар ҷаҳон
Дар бораи методологияи муайянкунии сигнал нигарониҳои дигар вуҷуд доштанд. Дар посух ба интиқод, гурӯҳи Копенгаген усулеро таҳия кард, ки хусусиятҳои сирф омориро барои ошкор кардани сигналҳо бидуни истифодаи намуна истифода мебарад. Ҳангоми татбиқ, натиҷаҳо ҳанӯз ҳодисаи аввали моҳи сентябри соли 2015-ро ба таври равшан нишон медиҳанд, аммо ... ҳоло танҳо ин. Чунин мавҷи қавии гравитациониро ба зудӣ пас аз ба кор андохтани детектори аввал "бахт" ҳисобидан мумкин аст, аммо пас аз панҷ сол набудани бозёфтҳои тасдиқшудаи минбаъда боиси нигаронӣ мегардад. Агар дар даҳ соли оянда ягон сигнали аз ҷиҳати оморӣ муҳим набошад, хоҳад буд кашфи аввалини GW150915 то ҳол воқеӣ ҳисобида мешавад?
Баъзеҳо мегӯянд, ки ин дертар буд ошкор GW170817, яъне сигнали термоядрой аз ситораи дугонаи нейтронй, ки бо мушохидахои асбобхо дар минтакаи шуоъхои гамма ва телескопхои оптики мувофик аст. Мутаассифона, бисёр номувофиқатӣ вуҷуд дорад: кашфи LIGO танҳо пас аз чанд соат пас аз он ки телескопҳои дигар сигналро қайд карданд, кашф карда шуданд.
Лабораторияи VIRGO, ки ҳамагӣ се рӯз пештар ба кор андохта шуда буд, ягон сигнали шинохташавандае надод. Илова бар ин, LIGO/VIRGO ва ESA дар як рӯз нокомии шабакаро аз сар гузарониданд. Дар бораи мутобиқати сигнал бо якҷояшавии ситораи нейтронӣ, сигнали оптикии хеле заиф ва ғайра шубҳаҳо вуҷуд доштанд. Аз тарафи дигар, бисёре аз олимоне, ки мавҷҳои гравитациониро меомӯзанд, даъво доранд, ки маълумоти самте, ки тавассути LIGO гирифта шудааст, нисбат ба дигараш хеле дақиқтар аст. ду телескоп ва онхо мегуянд, ки кашфиёт тасодуфй шуда наметавонист.
Барои Унзикер, як тасодуфи хеле нигаронкунанда аст, ки маълумот барои ҳам GW150914 ва GW170817, аввалин рӯйдодҳои навъи онҳо, ки дар конфронсҳои матбуоти калон таъкид карда мешаванд, дар ҳолатҳои "ғайриоддӣ" ба даст омадаанд ва онҳоро дар шароити хеле беҳтари техникӣ дубора тавлид кардан мумкин нест. андозагирии силсилаи дарозмуддат.
Ин ба чунин хабарҳо оварда мерасонад, ба монанди таркиши эҳтимолии супернова (ки як иллюзия шуд), бархӯрди беназири ситораи нейтронӣон олимонро маҷбур мекунад, ки "соли донишҳои қабулшударо аз нав андеша кунанд" ё ҳатто сурохи сиёҳи 70-оммавии офтобӣ, ки гурӯҳи LIGO онро тасдиқи хеле шитобкоронаи назарияҳои худ номид.
Унзикер аз вазъияте ҳушдор медиҳад, ки астрономияи мавҷҳои гравитатсионӣ дар таъмини объектҳои астрономии "ба таври дигар ноаён" бадном мешавад. Барои пешгирии ин ҳодиса, ӯ шаффофияти бештари усулҳо, нашри қолабҳои истифодашуда, стандартҳои таҳлил ва муқаррар кардани мӯҳлати анҷоми рӯйдодҳоеро, ки мустақилона тасдиқ карда нашудаанд, пешниҳод мекунад.
