Wellen vun Onsécherheet
Am Januar vun dësem Joer gouf gemellt, datt de LIGO Observatoire, méiglecherweis den zweeten Event vun der Fusioun vun zwee Neutronestären, opgeholl huet. Dës Informatioun gesäit gutt aus an de Medien, awer vill Wëssenschaftler fänken u schwéier Zweifel un d'Zouverlässegkeet vun den Entdeckungen vun der opkomende "Gravitesch-Welle Astronomie" ze hunn.
Am Abrëll 2019 huet de LIGO Detektor zu Livingston, Louisiana eng Kombinatioun vun Objeten entdeckt, déi ongeféier 520 Millioune Liichtjoer vun der Äerd ewech läit. Dës Observatioun, déi mat just engem Detektor gemaach gouf, zu Hanford, war temporär behënnert, a Virgo huet de Phänomen net registréiert, awer trotzdem als genuch Signal vum Phänomen ugesinn.
Signal Analyse GW190425 huet op d'Kollisioun vun engem binäre System mat enger Gesamtmass vun 3,3 - 3,7 Mol d'Mass vun der Sonn (1) gewisen. Dëst ass däitlech méi grouss wéi d'Mass, déi allgemeng an Duebelstäresystem Neutronestäresystemer an der Mëllechstrooss observéiert ginn, déi tëscht 2,5 an 2,9 Sonnemassen leien. Et gouf virgeschloen datt d'Entdeckung eng Populatioun vun Duebelneutronestären duerstellt, déi bis elo net observéiert gouf. Net jiddereen huet dës Multiplikatioun vu Wesen iwwer Noutwennegkeet gär.
1. Visualiséierung vun der Kollisioun vum Neutronestär GW190425.
Punkt ass, datt GW190425 gouf vun engem eenzegen Detektor opgeholl heescht datt d'Wëssenschaftler d'Plaz net genee konnten bestëmmen, an et gëtt keng Observatiounsspur am elektromagnetesche Beräich, wéi am Fall vum GW170817, déi éischt Fusioun vun zwee Neutronestäre observéiert vum LIGO (wat och zweifelhaft ass) , awer méi doriwwer ënnen). Et ass méiglech datt dëst keng zwee Neutronestäre waren. Vläicht ee vun den Objeten Schwaarzt Lach. Vläicht waren déi zwee. Awer da wiere se méi kleng schwaarz Lächer wéi all bekannt schwaarzt Lach, a Modeller fir d'Bildung vu binäre schwaarze Lächer missten nei opgebaut ginn.
Et ginn ze vill vun dëse Modeller an Theorien fir unzepassen. Oder vläicht fänkt d'"Gravitatiounswellen Astronomie" un der wëssenschaftlecher Rigoritéit vun den ale Felder vun der Weltraumobservatioun unzepassen?
Ze vill falsch Positiver
Den Alexander Unziker (2), en däitschen theoretesche Physiker a respektéierte populärwëssenschaftleche Schrëftsteller, huet am Februar op Medium geschriwwen datt, trotz riesegen Erwaardungen, d'LIGO a VIRGO (3) Gravitatiounswellendetektoren näischt Interessantes an engem Joer gewisen hunn, ausser zoufälleg falsch Positiver. Dem Wëssenschaftler no, mécht dat eescht Zweifel un der benotzter Method.
Mam 2017 Nobelpräis fir Physik, deen dem Rainer Weiss, Barry K. Barish a Kip S. Thorne ausgezeechent gouf, schéngt d'Fro ob Gravitatiounswellen erkannt kënne ginn eemol a fir all geléist ze sinn. D'Decisioun vum Nobelcomité betrëfft extrem staark Signalerkennung GW150914 op enger Pressekonferenz am Februar 2016 presentéiert, an dat schonn ernimmt Signal GW170817, dat dem Fusioun vun zwee Neutronestären zougeschriwwen gouf, well zwee aner Teleskope e Konvergéierungssignal opgeholl hunn.
Zënterhier si se an den offiziellen wëssenschaftleche Schema vun der Physik agaangen. D'Entdeckungen hunn enthusiastesch Äntwerten erwähnt, an eng nei Ära an der Astronomie war erwaart. Gravitatiounswellen sollten eng "nei Fënster" zum Universum sinn, an d'Arsenal vu virdru bekannten Teleskope bäidroen an zu komplett neien Aarte vun Observatioune féieren. Vill hunn dës Entdeckung mam Galileo sengem 1609 Teleskop verglach. Nach méi begeeschtert war déi verstäerkte Sensibilitéit vu Gravitatiounswellendetektoren. Hoffnungen op Dosende vu spannenden Entdeckungen an Detektioune wärend dem O3 Observatiounszyklus, deen am Abrëll 2019 ugefaang huet, waren héich. Wéi och ëmmer, bis elo, bemierkt Unziker, hu mir näischt.
Fir präzis ze sinn, gouf keng vun de Gravitatiounswelle Signaler, déi an de leschte Méint opgeholl goufen, onofhängeg verifizéiert. Amplaz gouf et eng onerklärbar héich Zuel vu falschen Positiven a Signaler, déi dunn ofgeschaaft goufen. Fofzéng Evenementer hunn de Validatiounstest mat aneren Teleskope gescheitert. Ausserdeem goufen 19 Signaler aus dem Test geläscht.
E puer vun hinnen goufen am Ufank als ganz bedeitend ugesinn - zum Beispill, GW191117j gouf als Event geschat mat enger Wahrscheinlechkeet vun engem op 28 Milliarde Joer, fir GW190822c - een op 5 Milliarde Joer, a fir GW200108v - 1 op 100. Joer. Bedenkt datt d'Observatiounszäit net emol e ganzt Joer war, ginn et vill esou falsch Positiver. Et kann eppes falsch sinn mat der Signaléierungsmethod selwer, kommentéiert Unziker.
D'Critèrë fir Signaler als "Feeler" ze klassifizéieren, sinn senger Meenung no net transparent. Et ass net nëmmen seng Meenung. Déi renomméiert theoretesch Physiker Sabina Hossenfelder, déi virdru Mängel an der LIGO Detektordatenanalysemethoden opmierksam gemaach huet, kommentéiert op hirem Blog: "Dëst gëtt mir Kappwéi, Leit. Wann Dir net wësst firwat Ären Detektor eppes ophëlt wat Dir net erwaart, wéi kënnt Dir et vertrauen wann e gesäit wat Dir erwaart?
Feeler Interpretatioun suggeréiert datt et keng systematesch Prozedur gëtt fir tatsächlech Signaler vun aneren ze trennen, ausser fir flagrant Widdersproch mat aneren Observatiounen ze vermeiden. Leider hunn esou vill wéi 53 Fäll vu "Kandidatentdeckungen" eng Saach gemeinsam - keen ausser de Reporter huet dat gemierkt.
D'Medien tendéieren virzäiteg LIGO / VIRGO Entdeckungen ze feieren. Wa spéider Analysen a Bestätegungssiche feelen, wéi et säit e puer Méint ass, gëtt et keng Begeeschterung oder Korrektur méi an de Medien. An dëser manner effektiver Etapp weisen d'Medien guer keen Interessi.
Nëmmen eng Detektioun ass sécher
Laut Unziker, wa mir d'Entwécklung vun der Situatioun zënter der héichprofiléierter Eröffnungserklärung am Joer 2016 verfollegt hunn, sollten déi aktuell Zweifel net als Iwwerraschung kommen. Déi éischt onofhängeg Evaluatioun vun den Donnéeën gouf vun engem Team am Niels Bohr Institut zu Kopenhagen duerchgefouert vum Andrew D. Jackson. Hir Analyse vun den Donnéeën huet komesch Korrelatiounen an de verbleiwen Signaler opgedeckt, d'Origine vun deenen ass nach onkloer, trotz der Équipe behaapt datt all Anomalien abegraff. Signaler ginn generéiert wann réi Daten (no extensiv Virveraarbechtung a Filteren) mat sougenannten Template verglach ginn, dh theoretesch erwaart Signaler aus numeresche Simulatioune vu Gravitatiounswellen.
Wéi och ëmmer, wann Dir Daten analyséiert, ass sou eng Prozedur nëmme passend wann d'Existenz vum Signal etabléiert ass a seng Form genee bekannt ass. Soss ass Musteranalyse e täuschend Tool. Jackson huet dat ganz effektiv während der Presentatioun gemaach, andeems d'Prozedur mat der automatescher Bilderkennung vun Autosnummerplacke vergläicht. Jo, et gëtt kee Problem mat enger präzis Liesung op engem onscherche Bild, awer nëmmen wann all d'Autoen, déi an der Emgéigend fueren, Nummerplacke vun genau der richteger Gréisst a Stil hunn. Wéi och ëmmer, wann den Algorithmus op Biller "an der Natur" applizéiert gëtt, géif en d'Nummerplack vun all helle Objet mat schwaarze Flecken erkennen. Dëst ass wat den Unziker mengt mat Gravitatiounswellen ka geschéien.
3. Netz vun Gravitatiounswellendetektoren an der Welt
Et waren aner Zweifel iwwer d'Signalerkennungsmethodologie. Als Äntwert op d'Kritik huet de Kopenhagen Grupp eng Method entwéckelt, déi reng statistesch Charakteristiken benotzt fir Signaler ouni Muster z'entdecken. Wann ugewannt ass, ass den éischten Tëschefall vum September 2015 nach kloer an de Resultater ze gesinn, awer ... bis elo nëmmen dësen. Sou eng staark Gravitatiounswell kann kuerz nom Start vum éischte Detektor "Gléck" genannt ginn, awer no fënnef Joer fänkt de Mangel u weider bestätegt Entdeckungen zu Suergen. Wann et an den nächsten zéng Joer kee statistesch signifikante Signal gëtt, gëtt et éischt Hibléck vun GW150915 nach als real ugesinn?
E puer wäerte soen datt et méi spéit war Detektioun vun GW170817, dat heescht dat thermonukleare Signal vun engem Duebelstäresystem Neutronestär, konsequent mat instrumentalen Observatiounen am Gammastralegebitt an opteschen Teleskopen. Leider ginn et vill Inkonsistenz: d'Detektioun vum LIGO gouf eréischt e puer Stonnen entdeckt nodeems aner Teleskopen d'Signal festgestallt hunn.
De VIRGO Labo, deen nëmmen dräi Deeg virdru gestart gouf, huet keen erkennbar Signal ginn. Zousätzlech gouf et de selwechten Dag en Netzausfall bei LIGO/VIRGO an ESA. Et waren Zweifel iwwer d'Kompatibilitéit vum Signal mat enger Neutronestär Fusioun, e ganz schwaache opteschen Signal, etc. Op der anerer Säit, vill Wëssenschaftler, déi Gravitatiounswellen studéieren, behaapten datt d'Richtungsinformatioun, déi vum LIGO kritt gouf, vill méi genee war wéi d'Informatioun vun déi aner zwee Teleskopen, a si soen, datt de Fonnt net zoufälleg gewiescht wier.
Fir den Unziker ass et e zimmlech beonrouegend Zoufall datt d'Donnéeë fir béid GW150914 an GW170817, déi éischt Eventer vun dëser Aart, déi op grousse Pressekonferenzen notéiert goufen, ënner "anormalen" Ëmstänn kritt goufen an net ënner vill besseren technesche Bedéngungen deemools reproduzéiert goufen. Miessunge vun laang Serie.
Dëst féiert zu Neiegkeeten wéi eng vermeintlech Supernova Explosioun (déi sech als Illusioun erausgestallt huet), eenzegaarteg Kollisioun vun Neutronestärenet forcéiert d'Wëssenschaftler "Jore vu konventioneller Wäisheet ze iwwerdenken" oder souguer e 70-Sonneschwaarzt Lach, wat d'LIGO Team ze séier Bestätegung vun hiren Theorien genannt huet.
Den Unziker warnt virun enger Situatioun, an där d'Gravitatiounswellen Astronomie e berühmte Ruff kritt fir "onsichtbar" (soss) astronomesch Objeten ze liwweren. Fir dëst ze vermeiden, bitt et méi Transparenz vu Methoden, Verëffentlechung vun de benotzte Templates, Analysenormen, a feststellt en Verfallsdatum fir Eventer déi net onofhängeg validéiert sinn.
