Tonnan de mhì-chinnt
Anns an Fhaoilleach am-bliadhna, chaidh aithris gun do chlàraich lann-amhairc LIGO, is dòcha an dàrna tachartas de aonadh dà rionnag neutron. Tha am fiosrachadh seo a 'coimhead math anns na meadhanan, ach tha mòran de luchd-saidheans a' tòiseachadh a 'cur teagamhan mòra orra mu cho earbsach' sa tha an "reul-eòlas tonn-gravitic" a tha a 'tighinn am bàrr.
Anns a’ Ghiblean 2019, lorg an lorgaire LIGO ann am Baile Dhùn Lèibhe, Louisiana measgachadh de nithean suidhichte mu 520 millean bliadhna aotrom bhon Talamh. Chaidh an amharc seo, a chaidh a dhèanamh le dìreach aon lorgaire, ann an Hanford, a chiorramachadh airson ùine, agus cha do chlàraich Virgo an iongantas, ach a dh’ aindeoin sin bha e den bheachd gur e comharra gu leòr den iongantas a bh’ ann.
Mion-sgrùdadh Comharran GW190425 chomharraich e an tubaist ann an siostam binary le tomad iomlan de 3,3 - 3,7 tursan nas motha na na grèine (1). Tha seo gu soilleir nas motha na na tomadan a chithear gu cumanta ann an siostaman rionnag neutron dà-chànanach anns an t-Slighe Milidh, a tha eadar 2,5 agus 2,9 tomad grèine. Chaidh a mholadh gum faodadh an lorg a bhith a’ riochdachadh sluagh de rionnagan neutron dùbailte nach deach fhaicinn roimhe. Chan eil a h-uile duine dèidheil air an iomadachadh seo de chreutairean nas fhaide na feum.
1. Sealladh air bualadh an rionnag neutron GW190425.
Rubha 'S e sin GW190425 a chlàradh le aon lorgaire a’ ciallachadh nach robh e comasach do luchd-saidheans an t-àite a dhearbhadh gu ceart, agus chan eil lorg faicsinneach anns an raon electromagnetic, mar a thachair ann an cùis GW170817, a’ chiad aonadh de dhà rionnag neutron a chunnaic LIGO (a tha cuideachd teagmhach , ach barrachd air sin gu h-ìosal). Tha e comasach nach e dà rionnag neutron a bha seo. 'S dòcha aon de na nithean Toll dubh. Is dòcha gu robh an dà chuid. Ach an uairsin bhiodh iad nan tuill dhubh nas lugha na toll dubh sam bith aithnichte, agus dh'fheumadh modalan airson tuill dhubh dà-chànanach a chruthachadh ath-thogail.
Tha cus de na modailean agus na teòiridhean sin ann airson gabhail riutha. No is dòcha gun tòisich “reul-eòlas tonn grabhataidh” air gabhail ri cruas saidheansail nan seann raointean sgrùdaidh fànais?
Cus de rudan adhartach meallta
Sgrìobh Alexander Unziker (2), fiosaig teòiridheach Gearmailteach agus sgrìobhadair saidheans mòr-chòrdte, air Meadhanach sa Ghearran, a dh’ aindeoin dùilean mòra, nach do sheall na lorgairean tonn grabhataidh LIGO agus VIRGO (3) dad inntinneach ann am bliadhna, ach a-mhàin nithean meallta air thuaiream. A rèir an neach-saidheans, tha seo a 'togail teagamhan mòra mun dòigh a thathar a' cleachdadh.
Le Duais Nobel ann am Fiosaigs 2017 air a bhuileachadh air Rainer Weiss, Barry K. Barish, agus Kip S. Thorne, bha coltas ann gun deach a’ cheist an gabhadh tonnan trom-inntinn a lorg a shocrachadh uair is uair. Tha dragh air co-dhùnadh Comataidh Nobel lorg chomharran fìor làidir GW150914 air a thaisbeanadh aig co-labhairt naidheachd sa Ghearran 2016, agus an comharra GW170817 a chaidh ainmeachadh mar-thà, a chaidh ainmeachadh mar thoradh air aonadh dà rionnag neutron, leis gun do chlàraich dà theileasgop eile comharra co-aonaidh.
Bhon uairsin, tha iad air a dhol a-steach don sgeama saidheansail oifigeil fiosaig. Thog na lorgan freagairtean dealasach, agus bha dùil ri àm ùr ann an reul-eòlas. Bha còir aig tonnan grabhataidh a bhith mar “uinneag ùr” don Cruinne-cè, a ’cur ris an arsenal de teileasgopan a bha aithnichte roimhe agus a’ leantainn gu seòrsachan amharc gu tur ùr. Tha mòran air coimeas a dhèanamh eadar an lorg seo agus teileasgop 1609 Galileo. B’ e barrachd mothachaidh a bha luchd-lorg nan tonn grabhataidh a bhith nas èasgaidh buileach. Bha dòchasan àrd ann airson dusanan de lorgaidhean is lorgaidhean inntinneach rè cearcall amharc O3 a thòisich sa Ghiblean 2019. Ach, gu ruige seo, tha Unziker a’ toirt fa-near, chan eil dad againn.
Gus a bhith mionaideach, cha deach gin de na comharran tonn grabhataidh a chaidh a chlàradh thairis air na mìosan a dh’ fhalbh a dhearbhadh gu neo-eisimeileach. An àite sin, bha àireamh neo-fhaicsinneach àrd de nithean ceàrr agus comharran, a chaidh an uairsin ìsleachadh. Dh’fhàillig còig tachartasan deug an deuchainn dearbhaidh le teileasgopan eile. A bharrachd air an sin, chaidh 19 comharran a thoirt a-mach às an deuchainn.
Bha cuid dhiubh air am meas an toiseach gu math cudromach - mar eisimpleir, bhathas a’ meas gu robh GW191117j na thachartas le coltachd aon ann an 28 billean bliadhna, airson GW190822c - aon ann an 5 billean bliadhna, agus airson GW200108v - 1 ann an 100. bliadhnaichean. Leis nach robh an ùine sgrùdaidh air a bheilear a’ beachdachadh eadhon bliadhna slàn, tha tòrr de rudan ceàrr ann. Is dòcha gu bheil rudeigin ceàrr air an dòigh chomharran fhèin, beachdan Unziker.
Chan eil na slatan-tomhais airson comharrachadh comharran mar “mearachdan”, na bheachd-san, follaiseach. Chan e dìreach a bheachd a th’ ann. Thuirt am fiosaig teòiridheach ainmeil Sabina Hossenfelder, a chomharraich roimhe seo easbhaidhean ann an dòighean sgrùdaidh dàta lorgaire LIGO, air a’ bhlog aice: “Tha seo a’ toirt ceann goirt dhomh, a dhaoine. Mura h-eil fios agad carson a tha an lorgaire agad a’ togail rudeigin ris nach robh dùil agad, ciamar a gheibh thu earbsa ann nuair a chì e na tha thu a’ dùileachadh?
Tha mìneachadh mearachd a’ moladh nach eil dòigh-obrach eagarach ann airson fìor chomharran a sgaradh bho chàch, ach a bhith a’ seachnadh contrarrachdan follaiseach le beachdan eile. Gu mì-fhortanach, tha aon rud cumanta aig suas ri 53 cùis de “lorg tagraiche” - cha do mhothaich duine ach an neach-aithris seo.
Tha na meadhanan buailteach a bhith a’ comharrachadh lorgaidhean LIGO/VIRGO ro-luath. Nuair a bhios mion-sgrùdaidhean agus rannsachaidhean airson dearbhadh a 'fàilligeadh, mar a tha e air a bhith ann airson grunn mhìosan, chan eil barrachd dealas no ceartachadh anns na meadhanan. Aig an ìre seo nach eil cho èifeachdach, chan eil na meadhanan a’ nochdadh ùidh idir.
Chan eil ach aon lorg cinnteach
A rèir Unziker, ma tha sinn air leasachadh an t-suidheachaidh a leantainn bhon fhoillseachadh fosglaidh àrd ann an 2016, cha bu chòir na teagamhan a th’ ann an-dràsta a bhith na iongnadh. Chaidh a 'chiad mheasadh neo-eisimeileach air an dàta a dhèanamh le sgioba aig Institiud Niels Bohr ann an Copenhagen air a stiùireadh le Anndra D. Jackson. Sheall an sgrùdadh aca air an dàta co-dhàimhean neònach anns na comharran a bha air fhàgail, agus chan eil e soilleir cò às a thàinig sin, a dh’ aindeoin tagraidhean na sgioba a h-uile neo-riaghailteachd air a thoirt a-steach. Bithear a’ gineadh comharran nuair a thèid dàta amh (às deidh ro-phròiseasadh agus sìoladh farsaing) a choimeas ri teamplaidean ris an canar, ie comharran ris an canar gu teòiridheach bho shamhlaidhean àireamhach de thonnan grabhataidh.
Ach, nuair a bhios tu a’ dèanamh anailis air dàta, chan eil an leithid de dhòigh-obrach iomchaidh ach nuair a tha an comharra air a stèidheachadh agus gu bheil fios cinnteach air a chumadh. Rud eile, tha mion-sgrùdadh pàtrain na inneal meallta. Rinn Jackson seo glè èifeachdach rè an taisbeanaidh, a’ dèanamh coimeas eadar a’ mhodh-obrach ri aithneachadh ìomhaigh fèin-ghluasadach air pleitean cead càr. Tha, chan eil duilgheadas sam bith ann le leughadh ceart air ìomhaigh neo-shoilleir, ach dìreach ma tha pleitean cead aig a h-uile càr a tha a’ dol seachad faisg air làimh den mheud cheart agus den stoidhle cheart. Ach, nan deidheadh an algairim a chuir an sàs ann an ìomhaighean “ann an nàdar”, dh’ aithnicheadh e a ’phlàta cead bho nì soilleir sam bith le spotan dubha. Is e seo a tha Unziker den bheachd a dh’ fhaodadh tachairt ri tonnan grabhataidh.
3. Lìonra de lorgairean tonn grabhataidh san t-saoghal
Bha teagamhan eile ann mun dòigh lorg chomharran. Mar fhreagairt do chàineadh, leasaich buidheann Copenhagen dòigh a chleachdas feartan staitistigeil a-mhàin gus comharran a lorg gun a bhith a’ cleachdadh phàtranan. Nuair a thèid a chur an sàs, tha a 'chiad tachartas den t-Sultain 2015 fhathast ri fhaicinn gu soilleir anns na toraidhean, ach ... gu ruige seo a-mhàin am fear seo. Faodar “deagh fhortan” ainmeachadh mar tonn trom-inntinneach goirid às deidh a’ chiad lorgaire a chuir air bhog, ach às deidh còig bliadhna, tha dìth lorgan dearbhte a’ tòiseachadh a’ togail dragh. Mura h-eil comharradh a tha cudromach gu staitistigeil anns na deich bliadhna a tha romhainn, am bi GW150915 a' chiad sealladh fhathast air a mheas fìor?
Canaidh cuid gun robh e nas fhaide air adhart GW170817 a lorg, is e sin, an comharra thermonuclear de rionnag neutron dà-chànanach, co-chòrdail ri beachdan ionnsramaid anns an roinn gamma-ray agus teileasgopan optigeach. Gu mì-fhortanach, tha mòran neo-chunbhalachd ann: cha deach lorg LIGO a lorg gu grunn uairean a thìde às deidh dha teileasgopan eile an comharra a thoirt fa-near.
Cha tug obair-lann VIRGO, a chaidh a chuir air bhog dìreach trì latha roimhe sin, comharra so-aithnichte. A bharrachd air an sin, bha briseadh lìonra aig LIGO/VIRGO agus ESA air an aon latha. Bha teagamhan ann mu cho-chòrdalachd a’ chomharra le co-aonadh rionnag neutron, comharra optigeach gu math lag, msaa. Air an làimh eile, tha mòran de luchd-saidheans a bhios a’ sgrùdadh tonnan grabhataidh ag agairt gu robh am fiosrachadh stiùiridh a fhuair LIGO mòran nas cruinne na am fiosrachadh bho an dà theileasgop eile, agus tha iad ag ràdh nach b' urrainn dhan lorg a bhith gun fhiosta.
Dha Unziker, is e co-thuiteamas caran draghail a th’ ann gun deach an dàta airson an dà chuid GW150914 agus GW170817, a’ chiad tachartasan den t-seòrsa seo a chaidh ainmeachadh aig prìomh cho-labhairtean naidheachd, fhaighinn ann an suidheachaidhean “neo-àbhaisteach” agus nach gabhadh ath-riochdachadh fo chumhachan teicnigeach mòran nas fheàrr aig an àm. tomhais sreath fhada.
Tha seo a’ leantainn gu naidheachdan mar spreadhadh supernova a thathas ag ràdh (a thàinig gu bhith na mhealladh), bualadh gun samhail de rionnagan neutronbidh e a’ toirt air luchd-saidheans “ath-bheachdachadh air bliadhnaichean de ghliocas gnàthach” no eadhon toll dubh 70-solar, ris an can sgioba LIGO dearbhadh ro sgiobalta air na teòiridhean aca.
Tha Unziker a’ toirt rabhadh mu shuidheachadh far am faigh reul-eòlas tonn grabhataidh cliù mì-chliùiteach airson a bhith a’ toirt seachad nithean reul-eòlais “neo-fhaicsinneach” (air dhòigh eile). Gus casg a chuir air seo, tha e a’ tabhann barrachd soilleireachd mu dhòighean-obrach, foillseachadh nan teamplaidean a thathar a’ cleachdadh, inbhean anailis, agus a’ suidheachadh ceann-latha crìochnachaidh airson tachartasan nach eil air an dearbhadh gu neo-eisimeileach.
