¿Se entregó el premio Nobel de ondas gravitacionales en base a una curva teórica dibujada a mano? ¿Se han ajustado los datos de forma más rigurosa ahora?

Para entender la historia de la figura en cuestión es importante entender algo del contexto. En el período previo a la operación de LIGO avanzado, se esperaba ampliamente que las primeras detecciones se presentaran en forma de señales relativamente débiles, cuya presencia en los datos solo podía establecerse mediante la comparación con plantillas teóricas a través de filtros combinados . (Como terminó siendo el caso con el segundo evento identificado GW151226 ). En consecuencia, se idearon algoritmos bastante elaborados para identificar dichos eventos y establecer su significado. Si bien son muy rigurosos, estos métodos son bastante abstractos en la forma en que tratan los datos.

Por lo tanto, la detección de GW150914 fue toda una sorpresa. Provenía de un binario mucho más pesado de lo que la mayoría había anticipado, lo que resultó en una señal mucho más fuerte y más corta. De hecho, la señal era tan fuerte que uno podía discernir su presencia a simple vista al mirar los datos. Para ilustrar esto, se incluyó la siguiente figura en el documento de descubrimiento (1):

Es importante darse cuenta de que esta cifra no fue parte de un análisis estadístico riguroso de los datos. En cambio, se generó tomando algunos de los resultados del análisis riguroso de los datos para generar una forma de onda representativa utilizando la relatividad numérica, que luego se superpuso a los datos. Tengo entendido que una serie de pasos para superponer la forma de onda en los datos (como establecer varias escalas y cambios debido a su posición en el cielo) se hicieron esencialmente "a simple vista".

Sin embargo, el verdadero análisis científico de los datos se hizo con los rigurosos algoritmos que habían sido diseñados de antemano, dando como resultado el verdadero “diagrama de dinero” del documento de descubrimiento (1), figura 4:

Si bien es menos "sexy" que la Figura 1, y mucho más difícil de interpretar para el profano, es esta figura la que establece más allá de cualquier duda razonable que el evento LIGO observado fue, de hecho, las ondas gravitacionales provenientes de una fusión binaria de agujeros negros. Es el análisis que conduce a esta figura (y la detección de múltiples eventos posteriores) lo que conduce a la concesión del premio Nobel (no la figura 1).

Así que las respuestas a tus preguntas son:

1. No, el premio Nobel de ondas gravitacionales no se entregó en base a una "curva teórica dibujada a mano".
2. El ajuste riguroso de los datos ya ocurrió en el documento de descubrimiento original (y sus compañeros).

(1) B. P. Abbott et al. (Colaboración Científica LIGO y Colaboración Virgo) Phys. Rev. Lett. 116, 061102 DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.061102

Este problema es un poco complejo y, en esencia, gira en torno a la afirmación de un grupo de Copenhague dirigido por Andrew Jackson de que los datos de LIGO no se manejaron correctamente, una trama mal etiquetada y una pequeña controversia (pero ya resuelta) con respecto a la transparencia de la ciencia de LIGO. .

Cuando LIGO publicó sus hallazgos iniciales, incluyeron una trama que, de hecho, se ajustó con fines pedagógicos , pero esta no fue la trama en la que LIGO basó su descubrimiento. Ese detalle clave fue malinterpretado (comprensiblemente, porque LIGO no mencionó que la trama era pedagógica en el documento) por Andrew Jackson y su equipo, quienes buscaron replicar la reducción de datos realizada por LIGO.

Tras la afirmación inicial de Andrew Jackson y su equipo de que LIGO no había tratado el ruido en sus datos como debería haberlo hecho, dos grupos de investigación independientes (independientes del grupo danés y de LIGO) profundizaron para determinar por qué estaban obteniendo resultados. y esencialmente determinó que el grupo de Copenhague había cometido un error.

Con base en documentos independientes publicados por John Moffat (et al.) y Alex Nielsen (et al.), así como en una investigación interna realizada por LIGO, plantearon algunas preocupaciones importantes que Andrew Jackson simplemente insultó al llamar al documento de Moffat "absoluto". basura” sin abordar realmente los problemas planteados por Moffat y Nielsen. Parece que Andrew Jackson (en el momento del artículo al que me refiero) quería preparar una respuesta a esto, pero según una entrevista con Moffat, parece que Jackson no entendió completamente las afirmaciones que Moffat estaba haciendo, y el artículo lo hará. probablemente aborde esas nociones erróneas.

Estos procedimientos fueron importantes, ya que más transparencia siempre es mejor, pero parece que la gran mayoría de la comunidad ha avanzado, aceptando los errores señalados por las tres partes como razón suficiente por la cual el grupo de Copenhague obtuvo resultados diferentes. Toda la evidencia sugiere que la gente estaba bastante preocupada en ese momento, y ahora todos tienen más confianza que nunca.

Entonces, para responder a las dos preguntas de manera sucinta, resultó que se hizo con rigor desde el principio, después de todo, solo había una trama mal etiquetada y un Jackson equivocado que hizo que todos se preocuparan un poco.

Para profundizar realmente en lo que condujo al error del grupo de Copenhague, consulte este artículo: https://www.quantamagazine.org/studies-rescue-ligos-gravitational-wave-signal-from-the-noise-20181213/