Nouvelles détections des ondes gravitationnelles qui porte le nombre à 11 jusqu’à présent

 New detections of gravitational waves brings the number to 11 – so far

 New detections of gravitational waves brings the number to 11 – so far

Par David Blair

Mardi, 4 décembre 2018 4:39 PM UTC

 New detections of gravitational waves brings the number to 11 – so far0 commentaires

Quatre nouvelles détections des ondes gravitationnelles ont été annoncé sur les Ondes Gravitationnelles de Physique et d’Astronomie de l’Atelier, à l’Université de Maryland aux États-unis.

Cela porte le nombre total de détections de 11, depuis le premier retour en 2015.

Dix sont des binaires trou noir fusions et un de la fusion de deux étoiles à neutrons, qui sont les dense reste des explosions stellaires. Un trou noir fusion a été extrêmement lointain, et la plus puissante explosion jamais observée dans l’astronomie.

L’actualité vient à peine un mois après que des doutes ont été soulevés à propos de la détection initiale. Fin octobre, un article dans le New Scientist, la tête d’affiche Exclusive: de sérieux doutes sur LIGO de la découverte des ondes gravitationnelles, ont évoqué l’idée qu’il “pourrait avoir été une illusion”.

Alors, comment confiant avons-nous que nous sommes la détection d’ondes gravitationnelles, et ne voyant pas une illusion?

 New detections of gravitational waves brings the number to 11 – so far

Artiste de la conception montre la fusion de deux trous noirs. LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State (Aurore Simonnet)

Ouvert à l’examen

Tous les scientifiques à comprendre que la surveillance et le scepticisme est la puissance de la science. Toutes les théories et toutes les connaissances sont provisoires, comme la science lentement maisons dans notre meilleure compréhension de la vérité. Il n’y a pas de certitude, seulement de la probabilité et de la signification statistique.

Il y a des années l’équipe de recherche d’ondes gravitationnelles avec l’Interféromètre Laser de l’Onde Gravitationnelle de l’Observatoire (LIGO), pour déterminer les niveaux de signification statistique nécessaire pour faire une demande de détection.

Pour chaque signal, nous déterminons le taux de fausse alarme. Cela vous indique combien d’années vous devez attendre avant d’avoir une chance égale d’un signal aléatoire imitant votre signal réel.

Le signal le plus faible détecté jusqu’à présent, a un taux de fausses alarmes de un tous les cinq ans, donc il y a quand même une chance qu’il pourrait avoir été le fait du hasard.

D’autres signaux sont beaucoup plus forts. Pour les trois signaux les plus forts détectés jusqu’à présent, vous devez attendre de 1 000 à 10 milliards de milliards de fois l’âge de l’univers pour les signaux à se produire par hasard.

Savoir quoi écouter

La détection des ondes gravitationnelles est un peu comme de l’acoustique à l’ornithologie.

Imaginez-vous d’étude des oiseaux et souhaitez déterminer la population d’oiseaux dans une forêt. Vous connaissez les appels des différentes espèces d’oiseaux.

Quand un oiseau appel correspond à votre prédéterminés d’appel, vous sautez avec excitation. Son niveau sonore vous indique à quelle distance il est. Si elle a été très faible contre le bruit de fond, vous pourriez être incertain.

Mais vous devez tenir compte de la lyre oiseaux qui imitent d’autres espèces. Comment savez-vous que le son d’un kookaburra n’est pas réellement faite par une lyre, oiseau? Vous devez être très rigoureux avant de pouvoir revendiquer un kookaburra dans la forêt. Même alors, vous ne pourrez être confiant si vous faites plus de détections.

En ondes gravitationnelles nous utilisons de mémoriser les sons appelés modèles. Il y a un son unique pour la fusion de chaque combinaison possible de trous noirs de masses et de tours. Chaque modèle est travaillé à l’aide de la théorie d’Einstein d’émission d’ondes gravitationnelles.

Dans la chasse aux ondes gravitationnelles, nous sommes à la recherche de ces rares sons à l’aide de deux LIGO détecteurs dans le NOUS et un troisième détecteur Virgo, en Italie.

Pour éviter de manquer des signaux ou la revendication de faux positifs, la plus grande rigueur est nécessaire pour analyser les données. D’énormes équipes de regard sur les données, recherche de défauts, de critiquer les uns les autres, de l’examen des codes de calcul et, enfin, d’examiner les projets de publications pour plus de précision. Des équipes distinctes d’utiliser différentes méthodes d’analyse, et enfin de comparer les résultats.

Vient ensuite la reproductibilité – le même résultat enregistré, encore et encore. La reproductibilité est une composante essentielle de la science.

Les signaux détectés

Avant de LIGO a fait sa première annonce publique des ondes gravitationnelles, les deux signaux ont été détectés, chacun d’eux a ramassé dans les deux détecteurs. Cette augmentation de notre confiance et nous a dit qu’il y a une population de collision de trous noirs là-bas, pas seulement un événement unique qui pourrait être quelque chose d’artificiel.

La première détection d’ondes gravitationnelles était étonnamment fort et qu’elle correspond à un pré-déterminé de modèle. C’était tellement bon que LIGO passé de nombreuses semaines à essayer de savoir si il était possible qu’elle ait été une farce, volontairement injecté par un hacker.

Alors que LIGO scientifiques finalement convaincus eux-mêmes que l’événement était réel, d’autres découvertes considérablement augmenté notre confiance. En août 2017, un signal a été détecté par les deux LIGO et des détecteurs le détecteur Virgo en Italie.

Le 17 août, l’année dernière, un de complètement différent, mais sur le long prédit type de signal a été observée à partir d’une paire de coalescence d’étoiles à neutrons, accompagné par le prédit salve de rayons gamma et de la lumière.

Le trou noir fusions

Maintenant, le LIGO-Vierge collaboration a complété l’analyse de toutes les données depuis le mois de septembre 2015.

Les dix trou noir fusions.

Pour chaque signal, nous déterminons la masse de la collision de deux trous noirs, la masse de la nouvelle trou noir qu’ils créent, et plutôt gros, la distance et la direction.

Chaque signal a été vu dans les deux ou trois détecteurs presque en même temps (ils ont été séparés en millisecondes).

Huit des 20 initiale trous noirs de masses entre 30 et 40 Soleils, six sont dans les années 20, les trois sont dans l’adolescence, et seulement deux sont aussi bas que 7 à 8 Suns. Une seule est de près de 50, le plus grand de pré-collision trou noir encore vu.

Ce sont les chiffres qui vont nous permettre de travailler où tous ces trous noirs ont fait, comment ils ont été fabriqués, et combien sont là. Pour répondre à ces grandes questions, nous avons besoin de beaucoup plus de signaux.

 New detections of gravitational waves brings the number to 11 – so far

Graphique montrant les masses de récemment annoncé l’onde gravitationnelle des détections et des trous noirs et des étoiles à neutrons. LIGO-Vierge / Frank Elavsky / nord-ouest

Le plus faible des nouveaux signaux, GW170729, a été détecté sur le 29 juillet 2017. C’était la collision d’un trou noir 50 fois la masse du Soleil, avec un autre 34 fois la masse du Soleil.

Ce fut de loin la plus éloignée de l’événement, ayant pris place, le plus probable, 5 milliards d’années – avant la naissance de la Terre et le système Solaire 4,6 milliards d’années. En dépit de la faiblesse du signal, c’est la plus puissante de gravitation explosion découvert, jusqu’à présent.

Mais parce que le signal était faible, c’est la détection avec le taux de fausse alarme d’un tous les cinq ans.

LIGO et Virgo sont l’amélioration de la sensibilité d’année en année, et va trouver beaucoup plus d’événements.

Avec de nouveaux détecteurs nous nous attendons à dix fois plus de sensibilité. Puis nous nous attendons à la détection de nouveaux signaux environ toutes les cinq minutes.

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