Говерт Шиллинг - Складки на ткани пространства-времени [Эйнштейн, гравитационные волны и будущее астрономии] [litres]

Конечно, журналисты, пишущие о науке, расспрашивают Гонсалес и о слепых внедрениях. Некоторые вспоминают события 2009 г. и 2011 г., когда действовали первоначальные версии LIGO и Virgo. Каждый участник обеих команд знал о возможности слепых внедрений [80] Два крупных слепых внедрения в данные LIGO и Virgo более подробно описаны в кн.: Harry Collins, Gravity’s Ghost and Big Dog: Scientific Discovery and Social Analysis in the Twenty-First Century (Гарри Коллинз. Призрак гравитации и созвездие Большого Пса: Научное открытие и социальный анализ в XXI в.) [Chicago: University of Chicago Press, 2011]. Больше о слепых внедрениях: http://www.ligo.org/news/blind-injection.php . . Два или три человека, занимавших в коллаборации высокую должность, имели право создать в потоке данных интерферометра ложный сигнал, чтобы протестировать эффективность программного обеспечения для анализа данных, проверить, смогут ли теоретики сделать правильные выводы из характеристик сигнала, приобрести опыт написания профессиональных публикаций и выявить необходимость изменения процедур.

При регистрации любого сигнала гравитационной волны и его передаче на дальнейший анализ эта рабочая группа сотрудников должна была запечатать в конверт сообщение, был ли сигнал слепым внедрением. Только по окончании работы с сигналом конверт следовало вскрыть и узнать ответ.

Безусловно, это держало сотрудников в тонусе. Осенью 2007 г. и в течение почти всего 2008 г. ученые LIGO трудились над детальным анализом сигнала, зарегистрированного 22 сентября 2007 г. и, соответственно, названного Событием равноденствия. Все три детектора – LIGO в Хэнфорде, LIGO в Ливингстоне и Virgo – зарегистрировали слабый чирп среди шума. Он выглядел именно так, как и должен был предположительно выглядеть результат сближения по спирали, столкновения и слияния нейтронных звезд двойной системы.

Однако последующий анализ показал, что Событие равноденствия недостаточно убедительно, чтобы объявить о регистрации волн Эйнштейна. Вероятность того, что «сигнал» представляет собой статистическую погрешность, была слишком высока. Поэтому осенью 2008 г. ученые согласились не считать Событие равноденствия кандидатом на регистрацию гравитационной волны.

Только в марте 2009 г., когда анализ был полностью завершен, стало известно, что сигнал являлся слепым внедрением. Также было сообщено о более раннем слепом внедрении всего за 9 дней до События равноденствия – оставшемся совершенно незамеченным программным обеспечением детектора. Это был очень поучительный опыт.

Второе знаменитое слепое внедрение 16 сентября 2010 г. получило название «Событие Большого Пса». Этот сигнал был гораздо более заметным, и его также зарегистрировали все три детектора. Он выглядел как чирп, который можно ожидать вследствие столкновения нейтронной звезды и ЧД. Крохотные различия во времени прибытия сигнала в три обсерватории свидетельствовали, что столкновение произошло где-то в созвездии Большого Пса, отсюда название.

На сей раз все выглядело очень убедительно. Долгие месяцы ученые выполняли анализ и готовили статью об открытии для Physical Review Letters , прекрасно зная, что Событие Большого Пса может оказаться ложным сигналом. Только 14 марта 2011 г. (в 132-ю годовщину со дня рождения Альберта Эйнштейна), когда команда согласовала окончательный вариант статьи, на собрании в Аркадии (Калифорния) открылась правда. Джей Маркс из Калифорнийского технологического института, тогдашний директор LIGO, открыл «конверт» (в действительности представлявший собой флешку с презентацией в PowerPoint), и около 350 присутствовавших членов коллаборации узнали, что гонялись за миражом. Шампанское за проделанную работу все-таки выпили, но статью в Physical Review Letters , конечно, не подали. Выяснилось также, что и в этом случае было второе слепое внедрение во время того же научного запуска, оставшееся незамеченным.

Событие равноденствия и Событие Большого Пса были внедрены в сентябре. Неудивительно, что в сентябре 2015 г. многие ученые подозревают, что им снова морочат голову. Но Габриэла Гонсалес знает, что это не фейк. Это невозможно. Конечно, она не сообщает эту информацию назойливым журналистам. Им говорят только, что ложные сигналы в прошлом действительно использовались. Однако с членами коллаборации она откровенна, и все понимают, что сигнал, зарегистрированный 14 сентября, может быть подлинным.

Может быть, и их ждет тяжелая работа. Если сигнал не является слепым внедрением, это не означает, что он вызван настоящей гравитационной волной из космоса. Есть десятки других причин, например программный сбой. За регистрацию крайне слабой вибрации зеркал Хэнфорда и Ливингстона отвечают тысячи строк компьютерного кода. Не бывает программ без багов, это знает любой программист. Этот вопрос нужно детально прояснить.

Возможно, сигнал был вызван землетрясением на другой стороне планеты. Кто-то должен проконсультироваться в Геологической службе США. Как насчет ударной волны в атмосфере из-за крупного метеорита или даже его падения где-то в безлюдной местности? Другой сотрудник сверится с записями регистраторов инфразвука. Причиной мог стать редкий феномен в магнитном поле Земли. Следует обратиться за записями со спутников к специалистам по физике плазмы. Иногда сильные грозы даже создают волны в ионосфере – слое заряженных частиц высоко в атмосфере Земли. Чуткие инструменты могли среагировать на множество природных явлений. Все необходимо проверить и перепроверить.

Это задача регистрационной комиссии, председателями которой являются Стэн Уиткомб из LIGO и Фредерик Марион из коллаборации Virgo. Они точно знают, что делать. Протоколы готовы. Каждый из членов комиссии – как в США, так и в Европе – решает собственные задачи. Каждый занимается лишь некоторыми потенциальными источниками сигнала. Выполняются списки заданий, заполняются отчетные таблицы. Медленно, но верно возможные альтернативы отбрасываются одна за другой. Например, согласно международной метеорологической базе данных об ударах молний, примерно во время регистрации сигнала произошел чрезвычайно мощный разряд молнии в Буркина-Фасо в Западной Африке. Последующий детальный анализ, однако, показывает, что он не мог повлиять на зеркала LIGO.

Нужно проверить еще многое. Бесспорно, модулированный сигнал увидели оба детектора LIGO практически в одно и то же время. Возможность совершать такие одномоментные регистрации была главной причиной строительства двух интерферометров. Тем не менее необходимо исключить любой источник местного шума. Проще говоря, одновременно в двух местах захлопнувшиеся двери или проехавшие грузовики – это невероятно, но не невозможно. Вот еще одна важная задача регистрационной комиссии. Был ли кто-нибудь в туннелях интерферометров во время события? Чтобы выяснить это, проверяются все наличествующие журналы, камеры и микрофоны. Не происходило ли чего-нибудь необычного в непосредственной близости от детекторов? Необходимую информацию можно получить от датчиков состояния окружающей среды всех типов. Не наблюдалось ли магнитных аномалий или других аппаратурных эффектов, могущих потревожить систему подвеса зеркал, лазер или фотодетектор? Все отслеживается и записывается, и достаточно просмотреть все данные, чтобы исключить эти варианты.