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姬扬:引力波探测需要更多的检验
关键字: 引力波引力波探测LIGO诺贝尔奖总结一下,已经报道了5次引力波事件,前4次没有其他支持,而第5次也就是唯一一次得到其他支持的,又跑得慢了一些。这样的成绩,恐怕很难让人特别安心的。
即使我们全盘接受这5个事件,它们的统计性质也有些让人不安。两个观测期各观测到两次黑洞融合事件,可是观测期间的长度却有很大的差别(分别是49天和117天),而且距离近的多、远的少(分别是410、440、540和880Mpc)。而对于这种事件预期的发生几率,应该是跟时间长度和空间体积成正比的。
考虑半径为2的一个球,其中,半径为1的球核体积,仅仅是半径1-2的球壳体积的1/7,我们自然会预期发生在球壳里的几率要大7倍了。对于类似于GW170817(距离为40Mpc)的双中子星融合事件,LIGO团队估计LIGO Livingston、LIGO Hanford、VIGRO的探测范围分别是218Mpc、107Mpc和58Mpc(119.141101(2017))。简单地估计一下,类似的事件发生的范围仅为LIGO/VIRGO同时探测范围的1/3,仅为两台LIGO同时探测范围的5%,更是LIGO Livingston的探测体积的0.6%。也许我们应该预期更多的双中子星事件,也许仅仅被两个LIGO甚至只有一个LIGO“听到”。
当然,这很可能是因为检测到的事件还太少。所以,我们还需要更多的引力波事件,特别是双中子星融合这样的多信使天文事件。不幸的是,这可能需要很长的时间——等得不耐烦的人很多,不仅是可能的诺奖获得者,也不仅是诺贝尔委员会。
其实,我最好奇的是,LIGO团队说过,他们可以“注入”信号而不让别人知道。除了少数的几个人,LIGO团队(几千个人)可以把数据分析半年、却发现不了“信号”是注入的——这就很有意思了。
我理解,注入信号是为了检验LIGO工作是否处于正常状态,但是,所有的测量结果当然都有时间标记(time tag),所有的操作当然都有日志记录(log book),那么,为什么会有“注入”而不被觉察呢?
在我看来,引力波探测确实是科学界的一件大事,但是,诺贝尔物理学奖恐怕还不能算是对引力波探测结果的肯定,而是对引力波探测团队多年努力工作的支持。我们需要更多的观测结果来说话,比如说,再来100个黑洞融合事件,或者10个双中子星融合事件,或者其他什么还没有看到的多信使天文事件。
在此之前,LIGO团队除了进一步提高系统的灵敏度和稳定性以外,也许还应该努力做好两件事:让数据分享过程更快一些,至少应该比伽马暴预警快一些;让信息控制过程更宽松一些,不要总想着造个大新闻。
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- 责任编辑:孙武
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