अनिश्चिततेच्या लाटा
या वर्षाच्या जानेवारीमध्ये, असे नोंदवले गेले की LIGO वेधशाळेने दोन न्यूट्रॉन ताऱ्यांच्या विलीनीकरणाची दुसरी घटना काय असू शकते याची नोंद केली. ही माहिती प्रसारमाध्यमांमध्ये छान दिसते, परंतु अनेक शास्त्रज्ञांना नवीन "गुरुत्वीय लहरी खगोलशास्त्र" च्या शोधांच्या विश्वासार्हतेबद्दल गंभीर शंका येऊ लागल्या आहेत.
एप्रिल 2019 मध्ये, लिव्हिंगस्टन, लुईझियाना येथील LIGO डिटेक्टरने पृथ्वीपासून अंदाजे 520 दशलक्ष प्रकाश-वर्षांवर असलेल्या वस्तूंचे संयोजन शोधले. हॅनफोर्ड येथे फक्त एका डिटेक्टरवर केलेले हे निरीक्षण तात्पुरते अक्षम करण्यात आले होते आणि कन्याने या घटनेची नोंद केली नाही, परंतु तरीही या घटनेचा पुरेसा सिग्नल मानला गेला.
सिग्नल विश्लेषण GW190425 सूर्याच्या वस्तुमानाच्या 3,3 ते 3,7 पट एकूण वस्तुमान असलेल्या बायनरी प्रणालीची टक्कर दर्शविली (1). हे सामान्यत: आकाशगंगेतील बायनरी न्यूट्रॉन तारा प्रणालींमध्ये आढळणाऱ्या वस्तुमानापेक्षा स्पष्टपणे मोठे आहे, जे 2,5 ते 2,9 सौर वस्तुमान आहे. असे सुचवण्यात आले आहे की हा शोध बायनरी न्यूट्रॉन तार्‍यांच्या लोकसंख्येचे प्रतिनिधित्व करू शकतो ज्यांचे पूर्वी निरीक्षण केले गेले नाही. गरजेच्या पलीकडे असलेल्या प्राण्यांचा हा गुणाकार सर्वांनाच आवडत नाही.
1. न्यूट्रॉन तारा GW190425 च्या टक्करचे व्हिज्युअलायझेशन.
पॉइंट आहे जीडब्ल्यूएक्सएनएक्स एका डिटेक्टरने उचलले याचा अर्थ शास्त्रज्ञ हे स्थान निश्चित करू शकले नाहीत, आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेंजमध्ये कोणतेही निरीक्षणात्मक स्वाक्षरी नाही, जसे की GW170817, LIGO ने पाहिलेले दोन न्यूट्रॉन तार्‍यांचे पहिले विलीनीकरण (जे देखील संशयास्पद आहे, परंतु खाली त्याबद्दल अधिक). हे शक्य आहे की हे दोन न्यूट्रॉन तारे नव्हते. कदाचित वस्तूंपैकी एक कृष्ण विवर. कदाचित दोघेही होते. परंतु नंतर ते कोणत्याही ज्ञात कृष्णविवरापेक्षा लहान कृष्णविवर असतील आणि बायनरी कृष्णविवरांच्या निर्मितीचे मॉडेल पुन्हा तयार करावे लागतील.
यापैकी बरेच मॉडेल्स आणि सिद्धांत स्वीकारण्यासाठी आहेत. किंवा कदाचित "गुरुत्वीय लहरी खगोलशास्त्र" अवकाश निरीक्षणाच्या जुन्या क्षेत्रांच्या वैज्ञानिक कठोरतेशी जुळवून घेण्यास सुरुवात करेल?
बरेच खोटे सकारात्मक
अलेक्झांडर अनसिकर (2), जर्मन सैद्धांतिक भौतिकशास्त्रज्ञ आणि लोकप्रिय विज्ञान ग्रंथांचे आदरणीय लेखक, यांनी फेब्रुवारीमध्ये मीडियम या वेबसाइटवर लिहिले की, प्रचंड अपेक्षा असूनही, LIGO आणि VIRGO (3) या गुरुत्वाकर्षण लहरी शोधकांनी एका वर्षात काहीही मनोरंजक दाखवले नाही, यादृच्छिक खोटे सकारात्मक वगळता. शास्त्रज्ञांच्या मते, यामुळे वापरल्या जाणार्‍या पद्धतीबद्दल गंभीर शंका निर्माण होतात.
रेनर वेइस, बॅरी के. बॅरीश आणि किप एस. थॉर्न यांना 2017 मध्ये भौतिकशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक मिळाल्याने, गुरुत्वाकर्षण लहरी शोधल्या जाऊ शकतात की नाही हा प्रश्न एकदाचा आणि कायमचा मिटलेला दिसत होता. नोबेल समितीचा निर्णय चिंतेत आहे अत्यंत मजबूत सिग्नल शोध GW150914 फेब्रुवारी 2016 मध्ये पत्रकार परिषदेत सादर केले गेले, आणि आधीच नमूद केलेला सिग्नल GW170817, ज्याचे श्रेय दोन न्यूट्रॉन तार्‍यांच्या विलीनीकरणास दिले गेले, कारण दोन इतर दुर्बिणींनी एक अभिसरण सिग्नल रेकॉर्ड केला.
तेव्हापासून त्यांनी भौतिकशास्त्राच्या अधिकृत वैज्ञानिक योजनेत प्रवेश केला आहे. या शोधांना उत्साही प्रतिसाद मिळाला आणि खगोलशास्त्रात नवीन युग अपेक्षित होते. गुरुत्वीय लहरी ब्रह्मांडात एक "नवीन विंडो" बनणार होत्या, ज्यामुळे पूर्वी ज्ञात दुर्बिणींच्या शस्त्रागारात भर पडली आणि संपूर्णपणे नवीन प्रकारचे निरीक्षण केले गेले. अनेकांनी या शोधाची तुलना गॅलिलिओच्या 1609 च्या दुर्बिणीशी केली. गुरुत्वाकर्षण लहरी शोधकांच्या संवेदनशीलतेत झालेली वाढ आणखी रोमांचक होती. एप्रिल 3 मध्ये सुरू झालेल्या O2019 निरीक्षण चक्रादरम्यान डझनभर रोमांचक शोध आणि शोधांची आशा जास्त होती. तथापि, आत्तासाठी, Unzicker नोट्स, आमच्याकडे काहीही नाही.
तंतोतंत सांगायचे तर, गेल्या काही महिन्यांत सापडलेल्या कोणत्याही गुरुत्वीय लहरी सिग्नलची स्वतंत्रपणे पडताळणी झालेली नाही. त्याऐवजी, चुकीच्या पॉझिटिव्ह आणि सिग्नल्सची अकल्पनीय उच्च संख्या होती जी नंतर डाउनग्रेड केली गेली. पंधरा घटना इतर दुर्बिणीसह प्रमाणीकरण चाचणीत अपयशी ठरल्या. याशिवाय तपासणीतून 19 सिग्नल काढण्यात आले.
त्यापैकी काही सुरुवातीला खूप महत्त्वपूर्ण मानले गेले - उदाहरणार्थ, GW191117j मध्ये 28 अब्ज वर्षातील संभाव्यता घटना, GW190822c ची 5 अब्ज वर्षातील संभाव्यता आणि GW200108v ची 1 अब्ज वर्षातील संभाव्यता घटना होती. वर्षे विचाराधीन निरीक्षण कालावधी संपूर्ण वर्षाचा नव्हता हे लक्षात घेता, अशा अनेक खोट्या सकारात्मक गोष्टी आहेत. सिग्नल्सची तक्रार करण्याच्या पद्धतीत काहीतरी चूक असू शकते, Unzicker टिप्पण्या.
त्याच्या मते, "त्रुटी" म्हणून सिग्नलचे वर्गीकरण करण्याचे निकष पारदर्शक नाहीत. हे केवळ त्याचे मत नाही. प्रख्यात सैद्धांतिक भौतिकशास्त्रज्ञ सबिन होसेनफेल्डर, ज्यांनी यापूर्वी LIGO डिटेक्टर डेटा विश्लेषण तंत्रातील त्रुटी दर्शविल्या आहेत, तिच्या ब्लॉगवर टिप्पणी दिली: “अगं, हे मला डोकेदुखी देत आहे. तुमचा डिटेक्टर तुमच्या अपेक्षेप्रमाणे दिसत नसलेली एखादी गोष्ट का पाहतो हे तुम्हाला माहीत नसेल, तर तुमची अपेक्षा आहे ते पाहण्यासाठी तुम्ही त्यावर विश्वास कसा ठेवू शकता?"
एरर इंटरप्रिटेशन असे गृहीत धरते की इतर निरिक्षणांसह स्पष्ट विरोधाभास टाळण्यासाठी इतरांपासून वास्तविक सिग्नल वेगळे करण्यासाठी कोणतीही पद्धतशीर प्रक्रिया नाही. दुर्दैवाने, "उमेदवार शोध" च्या 53 प्रकरणांमध्ये एक गोष्ट सामाईक आहे - अहवाल देणार्‍याशिवाय कोणीही ते लक्षात घेतले नाही.
LIGO/VIRGO शोध अकाली साजरे करण्याकडे मीडियाचा कल असतो. जेव्हा नंतरचे विश्लेषण आणि पुष्टीकरणासाठी शोध अयशस्वी होतात, जसे की काही महिन्यांपासून होत आहे, तेव्हा माध्यमांमध्ये कोणताही उत्साह किंवा सुधारणा दिसत नाही. या कमी परिणामकारक टप्प्यात माध्यमे अजिबात स्वारस्य दाखवत नाहीत.
फक्त एक शोध संशयाच्या पलीकडे आहे
Unzicker च्या मते, 2016 मध्ये उद्घाटनाच्या मोठ्या घोषणेपासून आम्ही परिस्थितीचे अनुसरण करत असल्यास, सध्याच्या शंकांना आश्चर्य वाटू नये. अँड्र्यू डी. जॅक्सन यांच्या नेतृत्वाखाली कोपनहेगनमधील नील्स बोहर इन्स्टिट्यूटच्या टीमने डेटाचे पहिले स्वतंत्र मूल्यांकन केले. त्यांच्या डेटाच्या विश्लेषणाने उर्वरित सिग्नलमध्ये विचित्र परस्परसंबंध उघड केले, ज्याचे मूळ अद्याप अस्पष्ट आहे, असे संघाचे दावे असूनही सर्व विसंगतींचा समावेश आहे. कच्च्या डेटाची (विस्तृत प्री-प्रोसेसिंग आणि फिल्टरिंगनंतर) तथाकथित टेम्प्लेट्सशी तुलना केली जाते, म्हणजेच गुरुत्वीय लहरींच्या संख्यात्मक सिम्युलेशनमधून सैद्धांतिकदृष्ट्या अपेक्षित सिग्नल तयार केले जातात तेव्हा सिग्नल व्युत्पन्न केले जातात.
तथापि, डेटाचे विश्लेषण करताना, अशी प्रक्रिया केवळ तेव्हाच योग्य आहे जेव्हा सिग्नलचे अस्तित्व स्थापित केले जाते आणि त्याचा आकार तंतोतंत ओळखला जातो. अन्यथा, नमुना विश्लेषण हे दिशाभूल करणारे साधन आहे. जॅक्सनने त्याच्या सादरीकरणादरम्यान, परवाना प्लेट्सच्या स्वयंचलित प्रतिमा ओळखण्याच्या प्रक्रियेची तुलना करून हे अतिशय प्रभावी केले. होय, अस्पष्ट प्रतिमेचे अचूक वाचन करण्यात कोणतीही अडचण नाही, परंतु जवळून जाणार्‍या सर्व कारमध्ये अगदी समान आकार आणि शैलीच्या परवाना प्लेट्स असतील तरच. तथापि, जर अल्गोरिदम "जंगलीतील" प्रतिमांवर लागू केले गेले, तर ते काळ्या डाग असलेल्या कोणत्याही चमकदार वस्तूवरील परवाना प्लेट ओळखेल. हेच गुरुत्वीय लहरींसह घडत असावे असे अनझिकरला वाटते.
3. जगातील गुरुत्वीय लहरी शोधकांचे जाळे
सिग्नल शोधण्याच्या पद्धतीबद्दल इतर चिंता होत्या. टीकेला प्रतिसाद म्हणून, कोपनहेगन गटाने एक पद्धत विकसित केली जी नमुने न वापरता सिग्नल शोधण्यासाठी पूर्णपणे सांख्यिकीय वैशिष्ट्ये वापरते. लागू केल्यावर, परिणाम अजूनही स्पष्टपणे सप्टेंबर 2015 ची पहिली घटना दर्शवतात, परंतु... आत्तासाठी फक्त हीच. पहिला डिटेक्टर लाँच झाल्यानंतर अशा मजबूत गुरुत्वाकर्षण लहरींना "नशीब" मानले जाऊ शकते, परंतु पाच वर्षांनंतरही पुष्टी झालेल्या शोधांचा अभाव चिंतेचे कारण बनत आहे. पुढील दहा वर्षांत सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण सिग्नल नसल्यास, तेथे असेल GW150915 चा पहिला शोध अजूनही वास्तविक मानले जाते?
काही जण म्हणतील ते नंतर होते शोध GW170817, म्हणजे, बायनरी न्यूट्रॉन तार्‍यातील थर्मोन्यूक्लियर सिग्नल, गॅमा किरण क्षेत्र आणि ऑप्टिकल टेलिस्कोपमधील साधन निरीक्षणांशी सुसंगत. दुर्दैवाने, अनेक विसंगती आहेत: LIGO चा शोध इतर दुर्बिणींनी सिग्नल टिपल्यानंतर काही तासांनंतरच सापडला.
VIRGO प्रयोगशाळेने, जे फक्त तीन दिवसांपूर्वी लॉन्च केले होते, त्यांनी कोणतेही ओळखण्यायोग्य सिग्नल तयार केले नाहीत. याव्यतिरिक्त, LIGO/VIRGO आणि ESA ने त्याच दिवशी नेटवर्क अपयश अनुभवले. न्यूट्रॉन स्टार विलीनीकरणासह सिग्नलच्या सुसंगततेबद्दल शंका होत्या, एक अतिशय कमकुवत ऑप्टिकल सिग्नल इ. दुसरीकडे, गुरुत्वीय लहरींचा अभ्यास करणारे अनेक शास्त्रज्ञ दावा करतात की LIGO ने मिळवलेली दिशात्मक माहिती इतरांपेक्षा जास्त अचूक होती. दोन दुर्बिणी, आणि ते म्हणतात की शोध अपघाती असू शकत नाही.
Unzicker साठी, हा एक भयंकर योगायोग आहे की GW150914 आणि GW170817 या दोन्हीसाठीचा डेटा, प्रमुख पत्रकार परिषदांमध्ये ठळक केल्या जाणाऱ्या त्यांच्या प्रकारच्या पहिल्या घटना, "असामान्य" परिस्थितीत प्राप्त झाल्या होत्या आणि अधिक चांगल्या तांत्रिक परिस्थितींमध्ये पुनरुत्पादित केल्या जाऊ शकल्या नाहीत. वेळ लांब मालिका मोजमाप.
यामुळे कथित सुपरनोव्हा स्फोट (जे एक भ्रम होता) सारख्या बातम्या येतात. अद्वितीय न्यूट्रॉन ताऱ्याची टक्करहे शास्त्रज्ञांना "स्वीकृत ज्ञानाच्या वर्षांचा पुनर्विचार" करण्यास किंवा 70-सौर-वस्तुमानाच्या ब्लॅक होलवर देखील भाग पाडत आहे, ज्याला LIGO टीमने त्यांच्या सिद्धांतांची घाईघाईने पुष्टी म्हटले आहे.
अनझिकर अशा परिस्थितीबद्दल चेतावणी देतात जिथे गुरुत्वीय लहरी खगोलशास्त्र "अन्यथा अदृश्य" खगोलशास्त्रीय वस्तू प्रदान करण्याची बदनामी मिळवते. हे होण्यापासून रोखण्यासाठी, त्याने पद्धतींची अधिक पारदर्शकता, वापरलेल्या टेम्पलेट्सचे प्रकाशन, विश्लेषणाचे मानके आणि स्वतंत्रपणे सत्यापित न झालेल्या घटनांसाठी कालबाह्यता तारीख सेट करण्याचा प्रस्ताव दिला आहे.
