Czwartek (14 listopada) zakończył ekscytujące, tajemnicze i ostatecznie rozczarowujące pięć dni w astrofizyce.
Teleskopy na całej planecie i w kosmosie obróciły się wokół swoich osi w ostatnią niedzielę (10 listopada), spiesząc się, by przeskanować niebo w poszukiwaniu źródła tajemniczej, nigdy wcześniej nie widzianej fali grawitacyjnej wykrytej przez trzy oddzielne detektory w stanie Waszyngton, Luizjanie i Włochy. Nikt nie był pewien, co to jest. Nie pasował do fal pochodzących z połączeń czarnych dziur lub zderzających się gwiazd neutronowych. Odkrycie zapoczątkowało międzynarodowe poszukiwania „komponentu elektromagnetycznego” w sygnale, błysku światła, które zidentyfikuje punkt na niebie, z którego przybyła fala, i może wyjaśnić, co spowodowało to zjawisko.
Ale obserwatoria na całym świecie nie znalazły żadnego światła widzialnego, promieni X ani neutrin, które mogłyby zostać wyrzucone z wybuchającej gwiazdy lub innego zdarzenia powodującego falę grawitacyjną.
„Bupkis” - powiedziała Kathleen E. Saavik Ford, astrofizyk z The City University of New York i pracownik naukowy w American Museum of Natural History, przewijając listę raportów z teleskopu w czwartek.
Saavik Ford, który nie brał udziału w wykrywaniu, ale ściśle go śledził, powiedział Live Science w tym czasie, że niezauważenie niczego na niebie nie było pewnym znakiem, że nic tam nie było. Gdzieś w pobliżu centrum Drogi Mlecznej mogła znajdować się supernowa, gdzie światło i pył innych gwiazd przesłaniałyby światło obiektu z naszego widoku. A może dwie czarne dziury znacznie dalej zderzyły się i wytworzyły dziwny wzór fal, którego nikt nie przewidział. Lub coś innego, o czym się nie domyślaliśmy, może tam być, powodując wybuchy fal grawitacyjnych, a to wydarzenie jest naszym pierwszym rzutem oka.
I wszystkie trzy światowe wykrywacze fal grawitacyjnych zgłosiły sygnał: oba z bliźniaczych detektorów Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) w Livingston w Luizjanie i Hanford Site w Waszyngtonie, a także wykrywacz Virgo pod Pizą we Włoszech. Każdy detektor ma dwa ramiona ustawione pod kątem prostym do siebie, których długości urządzenie mierzy za pomocą laserów. Kiedy fale grawitacyjne przechodzą przez detektory, fale zniekształcają przestrzeń, kurcząc się i wydłużając ramiona.
Każdy z trzech detektorów może z łatwością wytworzyć odczyt sygnału fali grawitacyjnej, powiedziała Erin Macdonald, astrofizyk, który wcześniej pracował we współpracy naukowej LIGO, a teraz pracuje jako konsultant naukowy dla telewizji i filmów science-fiction.
„Te detektory, to szalone, jak wrażliwe są” - powiedziała.
„Detektory z Waszyngtonu i Luizjany mają te 4 kilometry długości i wykrywają sygnały, które stanowią około jednej tysięcznej atomu, zmiany w tych ramionach” - powiedziała. „I dlatego używane przez nich lustra mają naprawdę złożone układy zawieszenia i bardzo ostrożne powłoki lusterek. Ale ponieważ są tak wrażliwe, wychwytują różnego rodzaju źródła hałasu”.
Na przykład detektor w Luizjanie znajduje się w odległości około 80 mil w głąb lądu, ale morze wciąż na niego wpływa.
„W wietrzny dzień mogą zbierać fale na wybrzeżu” - powiedział Macdonald. „Mogą także odbierać ciężarówki jadące setki mil stąd”.
Ale w każdym miejscu są operatorzy próbujący wyeliminować hałas, obserwując rozkłady jazdy pociągów, aktywność sejsmiczną i lokalną pogodę, wśród niezliczonych innych czynników. W Waszyngtonie naukowcy nauczyli się nawet rozpoznawać słabe sygnały królików podskakujących pod zakopanymi rękami.
Współpraca LIGO określa, jak prawdopodobne jest, że każde zdarzenie było błędem. W tym przypadku zdarzenie o nazwie „S191110af” pojawiłoby się pod fałszywym pretekstem tylko raz na 12.681 lat czasu działania wykrywacza przy obecnym poziomie czułości, podała grupa.
Saavik Ford powiedział, że raz na 12 lat nie jest to zaskakujący zbieg okoliczności, więc S191110af nigdy nie było wykluczone, że to był przypadek. Ale nadal, powiedziała, astrofizycy mieli dobry powód, by mieć nadzieję, że ten jest prawdziwy. Wyglądało to na pierwszy z nowej klasy sygnałów, na które długo czekali, a szanse na trafienie w fałszywą wersję tak szybko, że wszystkie trzy detektory przypominały uzyskanie najgorszego możliwego rzutu kostką przy pierwszej próbie . Tak więc do czwartku wielu badaczy wciąż miało nadzieję.
„Jeśli jest to prawdziwe wydarzenie, byłby to niezmodowany wybuch, który nie zostałby odebrany przez nasze kompaktowe binarne rurociągi koalescencyjne” - powiedział Albert Lazzarini, zastępca dyrektora LIGO w Caltech w e-mailu na czwartek po południu.
Kompaktowe binarne rurociągi koalescencyjne są algorytmami wykorzystywanymi przez współpracę do wykrywania wybuchów pasujących do czarnej dziury i fuzji gwiazd neutronowych. Innymi słowy, ten sygnał byłby czymś dziwnym z kategorii, której LIGO nigdy wcześniej nie wykrył.
Saavik Ford powiedział, że we wszechświecie zdarzają się różnego rodzaju zdarzenia, o których nie wiemy. Pod koniec lat 60. Stany Zjednoczone umieściły cztery satelity w kosmosie, przeznaczone do polowania na podpisy elektromagnetyczne sowieckich testów nuklearnych, ale te satelity wykryły natomiast błyski gamma, które nie pasowały do żadnej sygnatury broni nuklearnej. Dopiero w latach siedemdziesiątych astrofizycy potwierdzili, że wybuchy nadchodziły z niewłaściwego kierunku, że w rzeczywistości były to sygnały z kosmosu, których nigdy nie przewidywano.
W czwartek Saavik Ford powiedział, że możliwe jest coś podobnego z tymi sygnałami falowymi.
„To zupełnie nowy sposób wykrywania wszechświata”, powiedziała, „jeśli kilka kolejnych niemodelowanych wybuchów bez elementów elektromagnetycznych nastąpi w ciągu najbliższych pięciu lat, będziemy wiedzieć”.
Ale o 18:14 EST tego samego dnia Christopher Berry, astronom z Northwestern University w Illinois i członek współpracy LIGO, napisał na Twitterze: „Niestety, nr S191110af został wycofany!”
W kolejnym tweecie odpowiadającym na pytanie Live Science wyjaśnił, w jaki sposób błąd pojawił się w trzech witrynach oddzielonych tysiącami mil.
„Losowy pech” - powiedział. „Glitchiness był tylko w jednym detektorze, ale przez przypadek pasował do przypadkowego typowego szumu w innym miejscu. To właśnie algorytmy wyszukiwania powinny uwzględnić ich częstość fałszywych alarmów, ale gdy jest to nowy rodzaj szumu, zawsze ćwiczysz ”.
