或许我们从未探测到什么引力波

丹麦科学家质疑LIGO的引力波探测成果。

LIGO引力波天文台。

LIGO的成功让人欢欣鼓舞，人类史无前例地连续三次检测到黑洞合并产生的引力波。爱因斯坦的理论也得到了进一步的证明。但是最近一个丹麦科研团队分析后认为，不能排除LIGO探测到的引力波信号只是噪音的可能。

LIGO引力波天文台由两个检测站组成，一个位于利弗斯顿，另一个位于汉弗德。它们各自拥有一对长达数公里的干涉臂。引力波十分微弱。即便对于这些极端灵敏的探测装置而言，引力波也是极难探测到的。但问题不在于引力波的微弱，而在于干涉仪会受干扰。最具挑战性的一点是要如何把引力波信号从一大堆噪音中区分出来。

引力波信号的确认需要两个检测站的合作。信号到达两个检测站的时间是有先后的。虽然引力波以光速传递，但是两个检测站相隔几千公里，它们在三维空间中处在不同的位置。因信号之间存在着关联性（相似性），因此这种差异可以被有效地消除。然而噪音则不然，它们之间不存在这种关联性。而这就是科学家在数据中辨别出引力波信号的基本原理。

但这个丹麦科研小组发现，两个检测站获得的噪音信号之间也会存在这种关联性。更加糟糕的是，它们和三次引力波信号中存在的关联性非常相似。假如信号和噪音的关联性相同，那么我们就无法确认哪些是信号，哪些是噪音了。

关联性对信号本身不产生影响。但是假如这种关联性不可靠，那么万一受到噪音污染，检测结果的可靠性就会降低。换句话说，探测到的引力波信号可能只是一些数据波动。不过，这种可靠性究竟受到了多大程度的影响，学者们并未作出量化的分析。

一些物理学家对此感到相当困扰，他们之中的一些人表示，希望LIGO团队能够听取这些意见。除非他们能够给出明确的科学解释，以证明这一担忧是不必要的，否则只能认为LIGO的引力波探测结果在某种程度上是无效的。

但LIGO团队指出，他们对得出这一结论的方式持有异议，因此不同意分析结果。他们认为，该丹麦科研小组采用的分析方法来自发布在LIGO网站上的指导手册，使用手册中的方法对数据进行分析，是达不到应有精度的。

而丹麦科学家们表示，即便他们的担忧被证明是不必要的，他们也乐于见到。他们表示，他们的意图是为了提升数据分析方法的有效性，并让人们能够更好地理解LIGO的引力波探测成果。

LIGO作为当前全球最先进的引力波天文台，无人对其数据的质量提出过质疑，但数据分析水准如何，也是非常关键的。虽然最终结果尚未有定论，但对于一个有能力竞争诺贝尔奖的大发现来说，即便是极小的争论无疑也应当避免。

星空天文系头条号签约作者

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