Torsdag (14. november) markerede afslutningen på en spændende, mystisk og i sidste ende skuffende fem dage inden for astrofysik.
Teleskoper over hele planeten og i rummet spundet på deres akser sidste søndag (10. november) og hastet med at skanne himlen efter kilden til en mystisk, aldrig før set gravitationsbølge plettet af tre separate detektorer i Washington, Louisiana og Italien. Ingen var sikker på, hvad det var. Det stemte ikke overens med bølgerne, der kommer fra fusioner i sort hul eller kolliderende neutronstjerner. Fundet udløste en international jagt efter en "elektromagnetisk komponent" til signalet, et lysglimt, der kunne identificere det punkt på himlen, hvorfra bølgen kom og muligvis forklare, hvad der forårsagede fænomenet.
Men observatorier rundt om i verden kunne ikke finde synligt lys, røntgenstråler eller neutrinoer, der måske var blevet skubbet ud fra en eksploderende stjerne eller en anden begivenhed, der fremstiller gravitationsbølger.
"Bupkis," sagde Kathleen E. Saavik Ford, en astrofysiker ved The City University of New York og en forskningsmedarbejder ved American Museum of Natural History og rullede gennem en liste med teleskoprapporter torsdag.
Saavik Ford, som ikke var involveret i detekteringsindsatsen, men fulgte den nøje, fortalte Live Science på det tidspunkt, at det at undlade at se noget på himlen ikke var et sikkert tegn på, at intet var der. Der kunne have været en supernova et eller andet sted mod midten af Mælkevejen, hvor lyset og støvet fra andre stjerner ville skjule objektets lys fra vores syn. Eller måske kolliderede to sorte huller langt længere væk og producerede et underligt bølgemønster, som ingen havde forudsagt. Eller noget andet, som vi ikke har gættet på, måske er derude og skaber gravitationsbølger, hvor denne begivenhed bare er vores første glimt af det.
Og alle tre af verdens gravitationsbølgedetektorer rapporterede signalet: begge laserinterferometer-gravitationsbølgerobservatoriet (LIGO) tvillingdetektorer i Livingston, Louisiana og Hanford Site, Washington, samt jomfruedetektoren nær Pisa, Italien. Hver detektor har to arme vinkelret på hinanden, hvis længder enheden måler ved hjælp af lasere. Når gravitationsbølger passerer gennem detektorerne, forvrænger bølgerne rummet, krymper og forlænger armene.
Enhver af de tre detektorer kan let producere en aflæsning af et tyngdepunktbølgesignal, sagde Erin Macdonald, en astrofysiker, der tidligere har arbejdet i LIGO videnskabeligt samarbejde og nu arbejder som en videnskabelig konsulent for science-fiction tv og film.
”Disse detektorer, det er vanvittigt, hvor følsomme de er,” sagde hun.
”Detektorerne i Washington og Louisiana, disse våben er 4 kilometer lange, og de registrerer signaler, der er omkring en tusindedel af et atom, ændringerne i disse våben,” sagde hun. "Og så har spejle, de bruger, rigtig komplekse ophængssystemer og virkelig omhyggelige spejlbelægninger. Men fordi de er så følsomme, henter de alle mulige støjkilder."
For eksempel er detektoren i Louisiana omkring 130 km inde i landet, men havet påvirker den stadig.
"På en blæsende dag kan de hente bølger ved kysten," sagde Macdonald. "De kan også hente lastbiler, der går hundreder af kilometer væk."
Men der er operatører på hvert sted, der prøver på at afskaffe støj ved at se togplaner, seismisk aktivitet og lokalt vejr blandt utallige andre faktorer. I Washington har forskere endda lært at genkende de svage signaler fra kaniner, der hopper ved de nedgravede arme.
LIGO-samarbejdet sætter et nummer på, hvor sandsynligt det var, at hver begivenhed var en fejl. I dette tilfælde ville begivenheden betegnet "S191110af" kun dukke op under falske forudsætninger en gang pr. 12.681 års detektorkørsel på det nuværende følsomhedsniveau, sagde gruppen.
Én gang i 12 år er ikke et forbløffende tilfældighed, sagde Saavik Ford, så det var aldrig ude af spørgsmålet, at S191110af måske var en fluke. Men stadig, sagde hun, havde astrofysikere god grund til at håbe, at denne var reel. Det så ud som den første af en ny klasse af signaler, de havde længe ventet på, og oddsen for at snuble ind i en falsk version så snart på alle tre detektorer var lidt som at få den værst mulige terningkast på første forsøg . Så torsdag var mange forskere stadig håbefulde.
"Hvis det er en reel begivenhed, ville dette være et umoderet burst, der ikke blev plukket op af vores kompakte binære sammenhængende rørledninger," sagde Albert Lazzarini, viceadministrerende direktør for LIGO i Caltech, til Live Science i en e-mail torsdag eftermiddag.
Kompakte binære koalescensrørledninger er algoritmerne, som samarbejdet bruger til at opdage bursts, der matcher fusioner med sort hul og neutronstjerner. Så med andre ord, dette signal ville have været noget underligt i en kategori, som LIGO aldrig havde opdaget før.
Alle slags begivenheder sker i universet, som vi ikke ved om, før vi snubler over dem, sagde Saavik Ford. Tilbage i slutningen af 1960'erne lagde De Forenede Stater fire satellitter i rummet designet til at jage efter elektromagnetiske underskrifter af sovjetiske nukleare prøver, men disse satellitter i stedet opdagede gammastrålinger, der ikke stemte overens med nogen atomvåbenunderskrift. Først i 1970'erne bekræftede astrofysikere, at udbruddene kom fra den forkerte retning, at de faktisk var signaler fra dybt i rummet, som aldrig var blevet forudsagt.
Fra torsdag, sagde Saavik Ford, var det muligt, at noget lignende skete med disse bølgesignaler.
"Dette er en helt ny måde at føle universet på," sagde hun, "hvis der sker flere flere umodellerede bursts uden elektromagnetiske komponenter i de næste fem år, ved vi det."
Men kl. 18:14 EST samme dag twitrede Christopher Berry, en astronom ved Northwestern University i Illinois og et medlem af LIGO-samarbejdet, "Ak, # S191110af er nu trukket tilbage!"
I en opfølgende tweet, der svarede på et spørgsmål fra Live Science, forklarede han, hvordan fejlen dukkede op på tre steder adskilt med tusinder af miles.
”Tilfældig uflaks,” sagde han. "Glitchiness var kun i en detektor, men det så ud til at matche noget tilfældigt typisk støj andetsteds ved en tilfældighed. Det er hvad søgealgoritmerne skulle faktorere i deres falskalarmhastigheder, men når det er en ny type støj, gør det ikke ' t træner altid. "
