 2016年2月，激光干涉引力波天文台（LIGO）的科学家宣布，他们成功探测到了引力波——两个黑洞相撞在时空结构中激起的涟漪。当时，该团队还举行了新闻发布会，宣布了这一里程碑式的发现，并公布了相关数据。 之后，与LIGO没有附属关系的另一个物理学家团队对数据进行了筛选，结果发现了“不该存在的莫名相关性”。该团队带头人是安德鲁·杰克逊（Andrew Jackson），他是哥本哈根尼尔斯·玻尔研究所（Niels Bohr Institute）的物理学家。他们宣称，这些存在问题的信号非同小可，足以使之前的整个发现站不住脚。 这些相关性尚未得到解释，它们“也许会导致提取出来的波形发生细小的变动，也有可能彻底否定LIGO所公布的发现（即引力波）。”杰克逊在一封电子邮件中写道。LIGO发言人表示，未被解释的关联也许确实存在，但不会影响当初的结论。 2017年6月13日，杰克逊与其他四位合著者在预发布平台arxilv.org上提出了批评意见。这篇论文引发了不小的关注。才过了五天，伊恩·哈里（Ian Harry）——德国马克斯·普朗克引力物理研究所的研究人员，也是LIGO科学协作团队成员之一——就公开发表了反驳。 哈里称，其实，对方忽视了LIGO数据分析中的一些微妙之处，而且，他本人也无法复制出对方所说的相关性。杰克逊的团队则坚持自己的论点，并回复称，他们在哈里的代码中发现了错误。 对此，哈里的回应是：在杰克逊的团队发表该论文之前，他就已经纠正了那个拼写错误，而且无论如何，那个错误都没有影响他的分析。 其中涉及几个技术性问题，都跟LIGO试图完成的高难度测量有关。  引力波异常微弱，为了捕捉它们，LIGO具备这样一种能力：哪怕一个距离变化只有质子宽度的一万分之一，它也能测量出来。 由于许多微小的振动也能模仿出引力波信号，因此，LIGO利用了两个相距3000公里的天文观测台，让它们同步运转，复核彼此的探测结果。两个探测器接收到的噪音应该是互不相关的——一个观测台附近响起的电钻声不会被另一个观测台接收到。但如果探测到引力波，两边的仪器应该能近乎同步地接收到相似的信号。 杰克逊团队的主要发现是：在引力波信号出现时，仪器似乎也探测到了相互关联的噪音。往坏了想，这可能意味着，所谓的引力波信号也许只是某种较强的噪音。 如果那些噪音确实相关，那么最有可能的情形是，我们探测到的并不是引力波，而是另有源头。也许，LIGO团队在从原始数据中提取引力波信号时，遗漏了一小部分相关的噪音。又或者是，噪音中存在少许相关性，这使得LIGO科学家将其误认为是引力波信号。 美国西北大学天体物理学家、LIGO团队成员维奇·卡洛格拉（Vicky Kalogera）表示，这些具有相关性的噪音如果程度可观，也许会导致结果出现偏差，从而可能会提供关于黑洞的错误信息。 但并非所有人都认为这种相关性真实存在。哈里就在反驳文章中指出，杰克逊团队可能误用了一种常见的数据处理手法——傅里叶变换。傅里叶变换可以将一个数据信号转化为一群简单波形的集合。他写道，这种错误涉及一个技术层面的假设，即输入数据信号是周期信号，不断重复，没有间断。 比如，若一段音频重复播放时首尾相连，连接处没有跳跃，我们就说它是“周期性”的。非周期性信号若用傅里叶变换进行分析，就会引入微小的误差，出现所谓的“吉布斯现象”，扭曲输入信号的频率，由此降低后续分析的准确性。 现实中的数据几乎不可能是周期性的，因此，在使用傅里叶变换之前，我们必须对原始数据展开大量的清理工作。“（杰克逊团队）在使用傅里叶变换之前，似乎没有预先过滤数据，其中一些结果就是这样得出的。”麻省理工学院物理学家、LIGO科学协作团队发言人大卫·舒梅克（David Shoemaker）说。这一说法也呼应了哈里的分析。 杰克逊谢绝了本文的采访邀约，他在电子邮件中反驳了上述说法。他写道，“公共辩论倾向于固化立场，而不是向着理想的结果推进……这些问题我们都意识到了。我们既不同意、也不接受哈里的观点。”杰克逊的四位联名作者并未回应本文的置评请求。 截至目前，人们对LIGO的结论仍抱有很大的信心。“有资格分析这篇论文的，都在LIGO团队里了。”斯坦福大学理论物理学家罗伯特·瓦格纳（Robert Wagoner）说。 “只有他们能访问原始数据。”宾夕法尼亚州立大学天体物理学家施泰恩·西于尔兹松（Steinn Sigurðsson）同样这么认为。“目前来说，我肯定站在LIGO这一边。”他说，“一场大型合作被外部人士挑出重大失误，这种事十分罕见。” 尽管如此，这些问题的解决“比我们期望得更加耗时。”西于尔兹松说，“需要好几个月。” 继首次探测到引力波之后，LIGO团队随后报告称，他们又接连两次从黑洞的碰撞中探测到了引力波。杰克逊及其同事尚未就这些发现发表任何分析。 那如何看待其中的争议呢？“这里面没什么戏剧性的东西。”卡洛格拉说，“这就是科学的常态……健康、积极的交流是很受科学界欢迎的。” 翻译：雁行 来源：Quanta Magazine |
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