Часы человечества: как распорядок дня влияет на поиск гравитационных волн
Влияние человеческой деятельности всегда было больным местом астрономических наблюдений. Радиоастрономия печально известна своей чувствительностью к непреднамеренным помехам — именно поэтому вокруг телескопов существуют «радиотихие» зоны, где запрещены сотовые телефоны. Однако, как следует из новой статьи, опубликованной в архиве препринтов arXiv Ридом Эссиком из Университета Торонто, гравитационно-волновая астрономия страдает от этого влияния в еще большей степени, и неясно, можно ли с этим что-то поделать.
Статья под провокационным названием «Может ли LIGO обнаружить переход на летнее время?» — одна из тех, что сразу берут быка за рога. Первое предложение в ней гласит: «Да, может». Ответ простой — но почему? Переход на летнее время — это искусственный конструкт, который используют далеко не все страны; какое возможное влияние он может оказывать на гравитационные волны от слияния черных дыр в миллиардах световых лет от нас?
Никакого — но он влияет на деятельность людей вблизи детекторов, составляющих обсерваторию LIGO. Фактически, доктор Эссик обнаружил заметные закономерности в чувствительности LIGO, которые были напрямую связаны с распорядком человеческой жизни.
Для этого он использовал метод «кампании инжекций», когда ученые намеренно вводят в данные сигнал, похожий на гравитационную волну, поверх обычного фонового шума детектора. Он проанализировал данные третьего наблюдательного прогона (2019-2020 гг.) и начала четвертого прогона (2023-2024 гг.).
Была выявлена недельная цикличность: чувствительность системы падала пять дней подряд, а затем два дня значительного падения не наблюдалось — классическая схема «рабочие дни/выходные». В частности, он заметил значительное падение чувствительности по вторникам и средам, когда на инструментах проводилось техническое обслуживание. Обычно это происходило по вторникам, и детекторы отключались, но работы могли затянуться и на среду, снижая общую чувствительность.
Доктор Эссик также обнаружил суточный цикл «день/ночь». В рабочие дни чувствительность значительно снижалась в часы пиковой человеческой активности, а после 18:00, когда активность на площадке затихала, наблюдался заметный подъем.
Что самое важное для заголовка статьи, этот суточный цикл смещался во времени, когда обсерватории LIGO переходили на летнее время и обратно. Он отметил разницу в 74 минуты в изменениях чувствительности между периодами летнего и стандартного времени — что почти точно соответствует ожидаемому часовому сдвигу.
Это открытие — не просто интересная деталь. Оно имеет implications для типов гравитационных волн, которые система способна detect. Поскольку гравитационные волны по-разному регистрируются в зависимости от направления их прихода, данные могут быть искажены как временем года, так и временем суток, и даже днем недели.
Учет этих изменений будет ключевым для понимания полной картины гравитационно-волновой астрономии — если только мы не построим гигантские интерферометры в космосе, которым неведомы земные ритмы человечества. Но пока этого не произошло, проблема устранения этого систематического шума останется одной из главных challenges для ученых.
Более глубокая проблема, которую поднимает это исследование, заключается в том, что «человеческий» шум — это не просто случайные помехи, которые можно легко отфильтровать. Это систематический, предсказуемый сигнал, вплетенный в саму ткань наших данных. Он действует как слепое пятно, которое может делать нас невосприимчивыми к определенным событиям в определенное время. Например, слияние черных дыр, произошедшее в направлении, которое хуже всего регистрируется по вторникам в 14:00 по местному времени, с большей вероятностью может быть пропущено или его параметры будут измерены с ошибкой.
Таким образом, борьба с этим влиянием выходит за рамки простого калибровки. Она требует создания сложных статистических моделей, которые явным образом учитывают «расписание» LIGO. Ученым придется буквально научиться «вычитать» ритм человеческой цивилизации из данных, несущих отголоски самых мощных катаклизмов Вселенной. Ирония ситуации в том, что, пытаясь услышать шепот космоса, мы вынуждены прислушиваться к громкому и неустанному биению собственного сердца — сердца технологической цивилизации.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
