Δανοί φυσικοί αμφισβητούν την ανίχνευση των κυμάτων βαρύτητας

στις

Η πρώτη άμεση ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων  ανακοινώθηκε στις 11 Φεβρουαρίου 2016 και προκάλεσε πρωτοσέλιδα σε όλο τον κόσμο, απέσπασε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 2017 και ξεκίνησε επίσημα μια νέα εποχή, αυτής της αποκαλούμενης αστρονομίας «πολλών αγγελιοφόρων». Ωστόσο, μια ομάδα φυσικών στο Ινστιτούτο Niels Bohr της Κοπεγχάγης, λέει ότι η ανίχνευση αυτή είναι αμφισβητήσιμη με βάση τη δική της ανεξάρτητη ανάλυση δεδομένων που πραγματοποιήθηκε τα τελευταία δυόμισι χρόνια.

LIGOsoundΟι δυαδικές μαύρες τρύπες 30  ηλιακών μαζών που παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά από τον ανιχνευτή LIGO να συγχωνεύονται με άμεση κατάρρευση, συνέβη πολλά δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Αλλά μια νέα δημοσίευση αμφισβητεί την ανάλυση του LIGO αλλά και την ίδια την ύπαρξη αυτών των συγχωνεύσεων.

Η ομάδα πιστεύει ότι το αρχικό σήμα βαρυτικών κυμάτων που ανιχνεύτηκε από το Παρατηρητήριο Βαρυτικών Κυμάτων (LIGO) είναι μια «ψευδαίσθηση». Οι ερευνητές ισχυρίζονται ότι η συνεργασία LIGO μπέρδεψε μοτίβα θορύβου με ένα σήμα. Ο εκπρόσωπος των Δανών Andrew Jackson είχε κτυπήσει όμως τα τύμπανα αμφισβήτησης και παλιά , αφού αντιμετώπισε για πρώτη φορά με επιφυλάξεις την ανάλυση του LIGO, όπως παρουσιάστηκε κατά τη διάρκεια της συνέντευξης Τύπου της 11ης Φεβρουαρίου 2016 στην Ουάσινγκτον. Η  πρωτότυπη ανάλυση των Δανών δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Journal of Cosmology and Astroparticle Physics τον Αύγουστο του ίδιου έτους, και από τότε υπήρξε μια σημαντική συζήτηση μέσα στην κοινότητα της φυσικής σχετικά με τους ισχυρισμούς του Andrew Jackson .

«Ο Andrew Jackson και η ομάδα του λένε τα τελευταία χρόνια ότι οι ανιχνεύσεις του LIGO δεν είναι πραγματικές», λέει ο εκτελεστικός διευθυντής του LIGO David Reitze από το Caltech. «Η ανάλυσή τους έχει εξεταστεί από πολλούς ανθρώπους που έχουν καταλήξει ότι δεν υπάρχει απολύτως καμία ισχύς για τους ισχυρισμούς τους». Ο Reitze χαρακτήρισε το άρθρο του New Scientist που  περιγράφει τους ισχυρισμούς τους ως «πολύ προκατειλημμένο και εντυπωσιακό».

Simplified-How-LIGO-detects-gravitational-waves

Μια απλοποιημένη απεικόνιση του συστήματος συμβολομέτρων με λέιζερ του LIGO. Δεδομένου ότι οι ανιχνευτές βρίσκονται εδώ στη Γη, και οι δύο βιώνουν σεισμικές και άλλες μορφές θορύβου, αλλά ο θόρυβος μεταξύ των ανιχνευτών πρέπει να είναι ασυσχέστιστος.

Οι μετρήσεις των ανιχνευτών με τη βοήθεια λέιζερ είναι πράγματι τρομερά δύσκολες, καθώς αφορούν ασύλληπτα ανεπαίσθητες ρυτιδώσεις του χωροχρόνου από τα βαρυτικά κύματα, της τάξης του ενός δισεκατομμυριοστού του δισεκατομμυριοστού της διαμέτρου ενός ατόμου.

Απαντώντας, το LIGO έκανε γνωστό ότι πράγματι θα δημοσιεύσει μια λεπτομερή εξήγηση του τρόπου που αναλύει τον «θόρυβο» στους ανιχνευτές του, αν και δεν διευκρίνισε πότε θα συμβεί αυτό.

Ο εκπρόσωπος του LIGΟ, David Shoemaker, του Πανεπιστημίου ΜΙΤ, δήλωσε ότι υπάρχει παρεξήγηση για τις μεθόδους ανάλυσης των δεδομένων από το LIGO. «Ο σκεπτικισμός είναι πραγματικά καλός στην επιστήμη, πρέπει κανείς να αμφισβητεί τα ευρήματα. Όμως εδώ έχουμε να κάνουμε με πολύπλοκα δεδομένα, που δεν είναι απλά στην κατανόηση. Τίποτε από ό,τι ισχυρίζεται ο Τζάκσον και η ομάδα του δεν μας δίνει οποιοδήποτε λόγο για να αμφιβάλουμε σχετικά με τα ευρήματά μας», όπως είπε.

«Η ανάλυση των Δανών είναι απλώς λάθος», πρόσθεσε ο αναλυτής δεδομένων του LIGO Neil Cornish του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Μοντάνα.

Λογική η αμφιβολία

Αυτό είναι ένα πεδίο γεμάτο με αμφιβολίες. Στη δεκαετία του 1960, ο φυσικός Joseph Weber του Πανεπιστημίου του Maryland σχεδίασε και δημιούργησε τον δικό του ανιχνευτή χρησιμοποιώντας συντονισμένα ραβδία τα οποία αναμενόταν να δονηθούν ως απάντηση σε ένα βαρυτικό κύμα. Η συσκευή ήταν ένας συμπαγής αλουμινένιος κύλινδρος μήκους 2 μέτρων, διαμέτρου 1 μέτρου και βάρους 3.000 λίβρες. Ο Weber ισχυρίστηκε ότι είχε εντοπίσει ένα σήμα το 1969. Δυστυχώς, κανένας άλλος δεν θα μπορούσε να αναπαράγει αυτό το αποτέλεσμα και η επαγγελματική φήμη του Weber δεν ανέκαμψε πλήρως.

Στη συνέχεια, το 2014, η συνεργασία BICEP2 – η οποία κυνηγάει τις αποκαλυπτικές υπογραφές των βαρυτικών κυμάτων στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο (την ακτινοβολία που απομένει από το Big Bang) – ανακοίνωσε ότι είχε εντοπίσει έμμεσες ενδείξεις αυτών των κυματισμών στον ιστό του χωροχρόνου. Πολλή φαντασία ακολούθησε. Εντός εβδομάδων, ωστόσο, άρχισαν να εμφανίζονται σοβαρές αμφιβολίες. Τελικά, αποδείχθηκε ότι η συνεργασία BICEP είχε κάνει λάθος με σύννεφα κοσμικής σκόνης στο σήμα.

Το χτύπημα ήταν βαρύ. Η κοινότητα των βαρυτικών κυμάτων είχε κάψει την εμπιστοσύνη από το λάθος του BICEP2, γι αυτό και η κοινότητα του LIGO επέλεξε μια μυστικότητα. Οι ερευνητές του πέρασαν αρκετούς μήνες μεταξύ της ανίχνευσης των σημάτων και της επίσημης ανακοίνωσης τον Φεβρουάριο του 2016 για να διπλασιάσουν, να τριπλασιάσουν και να τετραπλασιάσουν την ανάλυσή τους για να προφυλαχθούν από μια άλλη εσφαλμένη ανίχνευση.

Πώς μπορεί να συμβεί αυτό ξανά;

Πρώτον, είναι πολύ απίθανο να έχει συμβεί ξανά. Αλλά η απάντηση είναι ότι ο διαχωρισμός του σήματος από τον θόρυβο είναι πολύ, πολύ δύσκολο σε αυτό το είδος ανάλυσης. Το σήμα είναι εξαιρετικά εξασθενημένο (της τάξης ενός δισεκατομμυριοστού ενός δισεκατομμυριοστού της διάμετρος ενός ατόμου). Γι ‘αυτό χρειάζεστε τέτοιους ευαίσθητους ανιχνευτές για να τις μην γίνουν ξανά λάθη. 

Επίσης, το Σύμπαν είναι πραγματικά μια πολύ θορυβώδης θέση. «Το πρόβλημα δεν είναι τόσο η απόλυτη αδυναμία των κυμάτων. Το πρόβλημα είναι ότι υπάρχουν πολλές άλλες διαταραχές που μετακινούν και το συμβολόμετρο», γράφει η  φυσικός Sabine Hossenfelder στο Forbes πίσω στο 2017, τότε που για πρώτη φορά αμφισβητήθηκε η ανακοίνωση του LIGO από τον εκπρόσωπος των Δανών Andrew Jackson και έκανε τον γύρο του κόσμου.

Πηγή

Advertisements