Тодорхойгүй байдлын давалгаа

Энэ оны XNUMX-р сард LIGO ажиглалтын газар хоёр нейтрон од нийлэх хоёр дахь үйл явдлыг бүртгэсэн гэж мэдээлсэн. Энэ мэдээлэл хэвлэл мэдээллийн хэрэгслээр гайхалтай харагдаж байгаа ч олон эрдэмтэд шинээр гарч ирж буй "таталцлын долгионы одон орон" -ын нээлтүүдийн найдвартай байдалд ноцтой эргэлзэж эхэлжээ.

2019 оны 520-р сард Луизиана мужийн Ливингстон дахь LIGO илрүүлэгч нь дэлхийгээс XNUMX сая гэрлийн жилийн зайд байрлах объектуудын хослолыг илрүүлсэн. Ганфорд дахь ганц детектороор хийсэн энэхүү ажиглалт түр хугацаанд идэвхгүй болсон бөгөөд Охины ордныхон энэ үзэгдлийг бүртгээгүй ч энэ үзэгдлийн хангалттай дохио гэж үзжээ.

Дохионы шинжилгээ GW190425 Нарны массаас 3,3-3,7 дахин их масстай хоёртын системийн мөргөлдөөнийг харуулсан (1). Энэ нь Сүүн зам дахь хоёртын нейтрон оддын системд ажиглагддаг массаас илт их бөгөөд нарны масс 2,5-аас 2,9 хооронд байна. Энэ нээлт нь урьд өмнө ажиглагдаж байгаагүй давхар нейтрон оддын популяцийг төлөөлж магадгүй гэж таамаглаж байна. Зайлшгүйгээс хэтэрсэн оршнолуудын ийнхүү үржих нь хүн бүрд таалагддаггүй.

1. GW190425 нейтрон одны мөргөлдөөний дүрслэл.

Цэг байна GW190425 Энэ нь нэг детектороор бүртгэгдсэн нь эрдэмтэд байршлыг үнэн зөв тодорхойлж чадаагүй гэсэн үг бөгөөд LIGO-ийн ажигласан хоёр нейтрон одны анхны нэгдэл болох GW170817-ийн нэгэн адил цахилгаан соронзон мужид ажиглалтын ул мөр байхгүй байна (энэ нь бас эргэлзээтэй байна). , гэхдээ энэ талаар доор дэлгэрэнгүй). Эдгээр нь хоёр нейтрон од биш байсан байж магадгүй юм. Магадгүй объектуудын нэг нь Хар нүх. Магадгүй хоёулаа байсан. Гэхдээ дараа нь тэдгээр нь мэдэгдэж байгаа хар нүхнүүдээс жижиг хар нүхнүүд байх бөгөөд хоёртын хар нүх үүсэх загваруудыг дахин бүтээх шаардлагатай болно.

Дасан зохицоход эдгээр загвар, онол хэтэрхий олон байна. Эсвэл "таталцлын долгионы одон орон" нь сансрын ажиглалтын хуучин талбаруудын шинжлэх ухааны хатуу ширүүнд дасан зохицож эхлэх болов уу?

Хэт олон худал эерэг

Германы онолын физикч, нэр хүндтэй шинжлэх ухааны зохиолч Александр Унзикер (2) 3-р сард Medium сэтгүүлд бичсэнээр асар их хүлээлттэй байсан ч LIGO болон VIRGO (XNUMX) таталцлын долгион илрүүлэгч нь нэг жилийн хугацаанд санамсаргүй худал эерэг үр дүнгээс өөр сонирхолтой зүйл үзүүлээгүй. Эрдэмтний үзэж байгаагаар энэ нь ашигласан аргын талаар ноцтой эргэлзээ төрүүлж байна.

2017 оны Физикийн Нобелийн шагналыг Райнер Вайсс, Барри К.Бариш, Кип С.Торн нар хүртснээр таталцлын долгионыг илрүүлж чадах эсэх асуудал нэг мөр шийдэгдэх шиг болов. Нобелийн хорооны шийдвэр үүнд хамаатай маш хүчтэй дохио илрүүлэх GW150914 2016 оны 170817-р сард хэвлэлийн бага хурал дээр танилцуулсан бөгөөд өөр хоёр телескоп ойртох дохиог бүртгэсэн тул хоёр нейтрон од нийлсэнтэй холбоотой байсан GWXNUMX дохио.

Түүнээс хойш тэд физикийн албан ёсны шинжлэх ухааны схемд орсон. Энэхүү нээлтүүд нь урам зоригтой хариултуудыг төрүүлж, одон орон судлалын шинэ эрин үеийг хүлээж байв. Таталцлын долгион нь урьд өмнө мэдэгдэж байсан телескопуудын арсеналыг нэмж, цоо шинэ төрлийн ажиглалт хийхэд хүргэсэн "шинэ цонх" байх ёстой байв. Олон хүмүүс энэ нээлтийг Галилеогийн 1609 дурантай харьцуулсан байдаг. Таталцлын долгионы детекторуудын мэдрэмж нэмэгдсэн нь бүр ч их урам зоригтой байсан. 3 оны 2019-р сард эхэлсэн OXNUMX ажиглалтын мөчлөгийн үеэр олон арван сэтгэл хөдөлгөм нээлт, илрүүлэлт хийх найдвар их байсан. Гэсэн хэдий ч одоог хүртэл бидэнд юу ч байхгүй гэж Унзикер тэмдэглэв.

Нарийвчилж хэлэхэд, сүүлийн хэдэн сарын хугацаанд бүртгэгдсэн таталцлын долгионы дохионы аль нь ч бие даан шалгагдаагүй байна. Үүний оронд үл ойлгогдохооргүй олон тооны худал эерэг, дохио байсан бөгөөд дараа нь зэрэглэлийг бууруулсан. 19 үйл явдал бусад дурангаар баталгаажуулах шалгалтанд тэнцээгүй. Үүнээс гадна XNUMX дохиог туршилтаас хассан.

Тэдний зарим нь эхэндээ маш чухал ач холбогдолтой гэж тооцогддог байсан - жишээлбэл, GW191117j нь 28 тэрбум жилд нэг, GW190822c-д 5 тэрбум жилд нэг, GW200108v-д 1-д 100 байх магадлалтай гэж тооцсон. жил. Ажиглалтын хугацаа нь бүтэн жил ч болоогүйг бодоход ийм худал хуурмаг зүйл зөндөө бий. Дохионы аргад ямар нэг зүйл буруу байж магадгүй гэж Унзикер тайлбарлав.

Түүний бодлоор дохиог "алдаа" гэж ангилах шалгуур нь ил тод биш юм. Энэ нь зөвхөн түүний бодол биш юм. Алдарт онолын физикч Сабина Хоссенфельдер өмнө нь LIGO детекторын өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийх аргын дутагдалтай талуудыг онцолж байсан бөгөөд блогтоо "Энэ миний толгойны өвчин болж байна, хүмүүс ээ. Хэрэв таны детектор таны хүсээгүй зүйлийг яагаад авдгийг та мэдэхгүй бол таны хүлээж буй зүйлийг хараад яаж түүнд итгэх вэ?

Алдааны тайлбар нь бусад ажиглалттай илт зөрчилдөхөөс зайлсхийхийн тулд бодит дохиог бусдаас салгах системчилсэн журам байхгүй гэдгийг харуулж байна. Харамсалтай нь "Нэр дэвшигчдийн нээлт"-ийн 53 тохиолдол нэг нийтлэг зүйлтэй байдаг - үүнийг сурвалжлагчаас өөр хэн ч анзаарсангүй.

Хэвлэл мэдээллийнхэн LIGO/VIRGO-ийн нээлтийг эрт тэмдэглэх хандлагатай байдаг. Хэдэн сарын турш үргэлжилсэн дүн шинжилгээ, баталгаажуулах хайлт амжилтгүй болоход хэвлэл мэдээллийн хэрэгслээр дахин урам зориг, залруулга байхгүй болно. Энэ үр дүн багатай үе шатанд хэвлэл мэдээллийн хэрэгслүүд огт сонирхдоггүй.

Зөвхөн нэг илрүүлэлт нь тодорхой байна

Унзикерийн хэлснээр, хэрэв бид 2016 онд нээлтээ хийсэн томоохон мэдэгдлээс хойш нөхцөл байдлын хөгжлийг дагаж мөрдвөл одоогийн эргэлзээ нь гайхах зүйл биш юм. Мэдээллийн анхны бие даасан үнэлгээг Эндрю Д.Жексоноор ахлуулсан Копенгаген дахь Нилс Бор институтын баг хийсэн. Тэдний мэдээллийн дүн шинжилгээ нь үлдсэн дохионуудын хачирхалтай хамаарлыг илрүүлсэн бөгөөд багийнхны мэдэгдлийг үл харгалзан гарал үүсэл нь тодорхойгүй хэвээр байна. бүх гажиг орно. Түүхий өгөгдлийг (өргөн хэмжээний урьдчилсан боловсруулалт, шүүлтийн дараа) загвар гэж нэрлэгддэг загвартай, өөрөөр хэлбэл таталцлын долгионы тоон загварчлалаас онолын хувьд хүлээгдэж буй дохиотой харьцуулах үед дохио үүсдэг.

Гэсэн хэдий ч өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийхдээ дохио байгаа эсэх, хэлбэр нь тодорхой мэдэгдэж байгаа тохиолдолд л ийм журам тохиромжтой байдаг. Үгүй бол хэв маягийн шинжилгээ нь төөрөгдүүлсэн хэрэгсэл юм. Жэксон үүнийг танилцуулгын үеэр маш үр дүнтэй болгож, энэ процедурыг машины дугаарыг автоматаар дүрслэн танихтай харьцуулжээ. Тийм ээ, бүдгэрсэн зураг дээр үнэн зөв уншихад асуудал байхгүй, гэхдээ хажуугаар өнгөрч буй бүх машинд яг тохирсон хэмжээ, загварын улсын дугаар байгаа тохиолдолд л болно. Гэсэн хэдий ч, хэрэв алгоритмыг "байгалийн" зураг дээр хэрэглэсэн бол хар толботой аливаа тод объектоос машины дугаарыг таних болно. Энэ бол таталцлын долгионд тохиолдож болно гэж Унзикер үзэж байна.

3. Дэлхийн таталцлын долгион илрүүлэгчийн сүлжээ

Дохио илрүүлэх аргачлалын талаар өөр эргэлзээ байсан. Шүүмжлэлийн хариуд Копенгагены бүлэг хэв маягийг ашиглахгүйгээр дохиог илрүүлэхийн тулд цэвэр статистик шинж чанарыг ашигладаг аргыг боловсруулсан. Өргөдөл гаргахад 2015 оны XNUMX-р сарын эхний үйл явдал үр дүнд нь тодорхой харагдаж байгаа ч ... одоог хүртэл зөвхөн энэ нь л байна. Ийм хүчтэй таталцлын долгионыг анхны детектор хөөргөсний дараахан "амжилт хүсье" гэж нэрлэж болох ч таван жилийн дараа дахин батлагдсан нээлт байхгүй байгаа нь түгшүүр төрүүлж эхэлдэг. Хэрэв ойрын арван жилд статистикийн ач холбогдолтой дохио байхгүй бол байх болно GW150915-ийн анхны харагдац Бодит гэж тооцсон хэвээр байна уу?

Зарим нь сүүлдээ байсан гэж хэлэх байх GW170817 илрүүлэх, өөрөөр хэлбэл, хоёртын нейтрон одны термоядролын дохио нь гамма-туяа багажийн ажиглалт, оптик дурантай нийцдэг. Харамсалтай нь олон зөрчилтэй зүйл бий: LIGO-г илрүүлэх нь бусад телескопууд дохиог тэмдэглэснээс хойш хэдэн цагийн дараа илрээгүй.

Гуравхан хоногийн өмнө нээгдсэн VIRGO лаборатори нь танигдахааргүй дохио өгсөнгүй. Түүнчлэн LIGO/VIRGO болон ESA-д нэг өдөр сүлжээ тасарсан. Дохио нь нейтрон одтой нэгдэх, маш сул оптик дохио гэх мэт эргэлзээтэй байсан. Нөгөөтэйгүүр, таталцлын долгионыг судалдаг олон эрдэмтэд LIGO-ийн олж авсан чиглэлийн мэдээлэл нь LIGO-ийн мэдээллээс хамаагүй илүү үнэн зөв байсан гэж мэдэгддэг. нөгөө хоёр дуран, тэд санамсаргүй олдвор байж болохгүй гэж тэд хэлэв.

Унзикерийн хувьд томоохон хэвлэлийн бага хурал дээр тэмдэглэсэн ийм төрлийн анхны үйл явдлууд болох GW150914 болон GW170817-ийн мэдээллийг "хэвийн бус" нөхцөлд олж авсан бөгөөд тухайн үед техникийн илүү сайн нөхцөлд хуулбарлах боломжгүй байсан нь үнэхээр сэтгэл түгшээсэн тохиолдол юм. урт цувралын хэмжилт.

Энэ нь суперновагийн дэлбэрэлт гэх мэт мэдээнд хүргэдэг (энэ нь хуурмаг болсон), нейтрон оддын өвөрмөц мөргөлдөөнЭнэ нь эрдэмтдийг "олон жилийн уламжлалт мэргэн ухааныг дахин эргэцүүлэн бодох" эсвэл бүр 70 нарны хар нүхийг эргэцүүлэн бодоход хүргэдэг бөгөөд үүнийг LIGO багийнхан өөрсдийн онолыг хэтэрхий яаран баталгаажуулсан гэж нэрлэжээ.

Унзикер таталцлын долгионы одон орон судлал нь "үл үзэгдэх" (өөрөөр) одон орон судлалын объектуудыг нийлүүлдэг гэдгээрээ гутамшигтай нэр хүндтэй болох нөхцөл байдлын талаар анхааруулж байна. Үүнээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд энэ нь аргуудын ил тод байдал, ашигласан загваруудыг нийтлэх, дүн шинжилгээ хийх стандарт, бие даан баталгаажаагүй үйл явдлын дуусах хугацааг тогтоох боломжийг санал болгодог.