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Ciencia en español -ʟᴀ ʀᴀᴢóɴ ᴇsᴛá ᴀʜí ғᴜᴇʀᴀ-

La fe en las ondas gravitacionales mueve montañas: Cuando confundes el cero con la indeterminación no apuntas a una kilonova sino a una cero-nova

Posted by Albert Zotkin en octubre 20, 2017

¿Qué ocurrió el 17 de Agosto de este año 2017?. Si leemos el interesante artículo del prestigioso divulgador científico Govert Schilling que escribió el otro día para la revista Sky & Telescope titulado “Astronomers Catch Gravitational Waves from Colliding Neutron Stars”, nos dice lo siguiente:
… El Jueves 17 de Agosto a las 12:41:05 horas UTC, LIGO cazó su quinta señal gravitacional confirmada, denominada ya la GW170817. Pero esta señal duró mucho más que las cuatro primeras: en lugar de una fracción de segundo, como en las anteriores detecciones, esta vez las ondulaciones del espaciotiempo duraron unos grandiosos noventa segundos, y la frecuencia se incrementó desde unas pocas decenas de hercios hasta un kilohercio – que es la máxima frecuencia que LIGO puede observar.
Esa señal gravitacional es la esperada por la teoría para dos estrellas de neutrones que orbitan estrechamente la una sobre la otra y con masas ligeramente inferiores a dos masas solares cada una. Daban cientos de vueltas por segundo, la una alrededor de la otra (mas rápido que la batidora que tienes en tu cocina), con lo que la velocidad tangencial de cada una de ellas era una fracción significativa de la velocidad de la luz. Las ondas que estaban siendo emitidas por ese par de masas acelerando centrífugamente vaciaban rápidamente el sistema binario de energía orbital, y al final las estrellas acabaron chocando. Esa colisión ocurrió a una distancia de la Tierra de unos 150 millones de años-luz.
Los astrónomos ya conocían la existencia de estas estrellas binarias de neutrones desde 1974, cuando Russell Hulse y Joseph Taylor descubrieron la primera, con una separación entre ellas de unos pocos millones de kilómetros y un periodo orbital de 1.75 horas. Pero, la separación y el periodo cambian con el tiempo. De hecho, para las estrellas binarias el periodo orbital decrece lentamente con el tiempo a lo largo de los años, y la Teoría General de la Relatividad de Einstein predice ese decrecimiento con mucha precisión afirmando que la energía orbital que pierde el sistema es la misma que poseen las ondas gravitacionales que emite. Dentro de unos 300 millones de años, según la teoría, la binaria Hulse-Taylor colapsará. …
Bien, ya sabemos cómo se comportan los sistemas binarios: decaen según la Teoría General de la Relatividad. Pero lo que a mi me interesa ahora es poner el énfasis en la fecha y hora de la supuesta observación de LIGO, que dicen que fue a las 12:41:04 horas UTC (Tiempo Universal Coordinado). Evidentemente, si vamos a los archivos de sus bases de datos, nos ofrecerán en bandeja los datos en crudo captados por los detectores a esa hora, que es siempre lo mismo, un ruido Gausiano de fondo, como el de un televisor encendido cuando no sintoniza ninguna emisora, sólo ruido que llega desde todas direcciones a la antena. Ese ruido, en cada uno de los detectores, pasa por una serie de filtros y plantillas de forma automática (o no), es decir, es procesado. A mí me da que ese procesado es muy parecido al que hacen los estadísticos con sus encuestas, lo cocinan al final de tal forma que hay sesgo para que salga más de lo que ellos esperan que otra cosa. Si pones un filtro rosa, el preparado saldrá rosado, si lo pones azul, el pájaro saldrá azulado, ahi está el sesgo, en las plantillas y filtros del procesado. Fijémonos ahora lo que dice nuestro divulgador científico Govert Schilling en el mismo artículo suyo respecto a la colaboración europea VIRGO, la cual, ya te lo digo yo, no vio el evento GW170817 de marras. Pero, se supone que LIGO necesitaba como agua de Mayo esa señal de VIRGO, que nunca le llegó, para poder triangular y localizar las coordenadas celestes del evento GW170817
… Encontrar contrapartidas ópticas, ya sea para las ondas gravitacionales de Einstein o para estallidos de rayos gamma, ayudaría bastante a la hora de dejar el asunto bien zanjado. Desgraciadamente, los astrónomos no siempre pueden localizar con precisión en el cielo las fuentes de las señales que observan. Por ejemplo, la franja de error del telescopio espacial Fermi mide un diámetro de unas pocas decenas de grados (la Luna llena en el cielo ocupa medio grado de diámetro a nuestro ojo). Y el satélite Swift de la NASA, que a veces capta eventos de Fermi con su telescopio de rayos-X, que es más preciso, no vio ninguna emisión de rayos-X trás la emisión GRB 170817A.

En cuanto a la señal de ondas gravitacionales se refiere, la situación aparecía incluso peor. El evento fué observado por los dos detector LIGO, el de Hanford en en el estado Washington y el de Livingston en Louisiana (aunque se tardó un poco más de tiempo en Livingston hasta que la señal pudo por fin ser recuperada después de un fallo técnico). De la pequeña diferencia de llegada de la señal en ambos detectores (unos pocos milisegundos) fue posible trazar el origen de las ondas gravitacionales, situándolo en el cielo dentro de una estrecha franja alargada en forma de banana. Pero aunque esa banana era extremadamente fina, en este caso particular, también era extremadamente larga.

Esa fina y alargada banana de LIGO atravesaba la franja de error de Fermi, en la constelación de La Virgen y La Hidra. Desgraciadamente, la región donde se solapaban era aún demasiado extensa como para poder enfocar una búsqueda exitosa para contrapartidas ópticas del evento, el cual podría ser extremadamente débil.

Pero, esperen un momento – ¿qué pasa con el tercer detector de ondas gravotacionales situado en Italia?. VIRGO ha estado funcionando en tandem con LIGO desde el 1 de Agosto. Las diferencias en los tiempos llegada de ondas para tres detectores hace posible que la triangulación de la localización de la fuente sea mucho más precisa. De hecho, eso fue exactamente lo que ocurrió tres días antes con el evento GW170817 de dos agujeros negros funciéndose. Por lo tanto, ¿no podrían las observaciones de VIRGO del GW170817 proporcionar alguna respuesta?.

Casi dos meses despés de los eventos, Vicky Kalogera aun está con la adrenalina alta cuando explica el papel que el observatorio europeo VIRGO tuvo en la resolución del caso. “En Agosto”, dice ella, “yo estaba de vacaciones con mi familia en Colorado y en Idaho, desde donde observaríamos el 21 de Agosto el eclipse total de Sol. Prometí que no estaría trabajando durante esos días. Entonces vino el GW170814 y tres días más tarde el evento de las estrella de neutrones. Desde entonces he estado trabajando con mi portatil y telecomunicada.

Sorpendentemente, nos cuenta, VIRGO, no se disparó con el GW180817. La señal de la onda de Einstein de 90 segundos de duración de las estrellas de neutrones fusionándose apenas si quedó registrada, aunque el instrumento europeo no habria tenido ningún problema para detectarla. “Lo nuevo de todo esto” dice Kalogera, ” es que la no detección de VIRGO se convirtió en la clave para localizar la fuente”

Los interferómetros laser como los de LIGO y VIRGO pueden detectar ondas gravitacionales desde casi cualquier dirección,. Pero, debido a su diseño, hay cuatro regiones en el cielo sobre el horizonte local del instrumento para las que la detección es mucho más debil que la media. En el mismo centro de esas regiones hay puntos ciegos. VIRGO no registró ninguna onda gravitacional intensa porque la fuente de esas ondas estaba localizada cerca de uno de sus puntos ciegos.

Resultó que ese punto coincidía con la región de solapamiento entre la banana de LIGO y la franja de error de Fermi. Dados los límites superiores en la seña de VIRGO, los astrónomos pudieron cercar más estrechamente esa región del cielo y definir un área de tan sólo unos 28 grados cuadrados.
Todo muy bonito ¿verdad, amables lectores?. Resulta, según nos cuentan, que debido a que VIRGO no observó onda alguna, se pudo definir con mayor precisión donde estaba la fuente. Es decir, la triangulación es como sigue: a la franja de error de Fermi se le intersecta la banana de LIGO, y después a la región que queda se le intersecta la de uno de los cuatro puntos ciegos de VIRGO, para definir al final la región donde esta la fuente, y por lo tanto hacia donde mirar para ver las contrapartidas ópticas.

Una pregunta muy capciosa: ¿Y si VIRGO sí hubiera visto la onda gravitacional, pero al trinagular con LIGO hubiera dado una región fuera de la franja de Fermi?.

Otra pregunta capciosa. VIRGO tiene cuatro puntos ciegos ¿por qué se elige aquel que coincide con la franja de solapamiento y se desechan los otros tres?

Otra pregunta capciosa: ¿Por que se asume que VIRGO detectó algo, siendo perfectamente posible que pudo no haber detectado nada? y en tal caso, ¿Por qué regla de tres, una no-detección que es una indeterminación se transforma por arte de magia en una si-detección?.

Para divertirme un poco, y comprobar el efecto de toda esta capciosidad, me pasé ayer por el blog de la Mula Francis en Naukas, en el que estoy vetado de por vida, por decirle las verdades. Asi que entré con el nombre y el correo de mi amiga Conchi en la sección de comentarios de su post Las alertas de las señales GW170817 (LIGO-Virgo) y GRB 170817A (Fermi/Integral), y dejé lo siguiente, con sus correspondientes réplica y contrarréplica:
Concha Cuetos Concha Cuetos

Hola queridísima Mula Francis. Tengo unas cuantas preguntillas capciosas para ti, porque sé que te gustan mucho, y siempre te hacen mucha gracia.

Los interferómetros tipo advanced-LIGO como el de Virgo tienen cuatro ángulos muertos, no uno, como pareces sugerir en tu artículo.:

1. ¿Por qué eligen, de los cuatro posibles ángulos muertos de Virgo, el que cae dentro de la franja de error del evento GRB 170817A que observó Fermi?.
2. ¿Es porque alguien cómodamente en su despacho intentaba cuadrar números?.
3. ¿No te parece la decisión de elegir el angulo muerto que más favorece la hipótesis un sesgo brutal que pasará a los anales de la historia?. Hay cuatro, pero elegimos el mejor, de los otros no nos vale ninguno.
4. ¿Convertir una no-detección de Virgo en una sí-detección de ángulo muerto no te parece algo tan elaborado como la más grosera de las cocinas estadísticas (a posteriori) para favorecer los resultados que más le gustan al cliente que hizo el pedido?.
5. ¿No te parece sospechoso que, como cuentas, “el sistema de detección automático rechazó la señal de L1 porque vino acompañada de un ruido espurio localizado (glitch) de origen instrumental”, pueda ser interpretado por algunas mentes retorcidas, conspiranoicas y espurias como algo muy similar al tiempo muerto que pide el Real Madrid de baloncesto cuando va perdiendo contra el Barcelona por 89 a 91 en el último minuto y necesitan un triple en el último segundo para ganar?.
6. ¿No será que ese tiempo muerto fue crucial para poder elegir el ángulo muerto que mejor cuadraba con lo que observó Fermi?.
7. ¿Si todo hubiera sido tan automático y tan en tiempo real como intentan vendernos, qué habría pasado si, contando todos los puntos muertos del sistema de la LVC, que ya te lo digo yo, suman doce, y todos equiprobables por definición, el sistema automático hubiera dado como resultado otro muy distinto al que dio la mano humana que manejó los datos finales?.
8. La fe mueve montañas, ¿verdad?. Cocina estadística, ocultismo, sesgos, ruidos correlacionados ignorados, mucho ruido mediático y pocas nueces cientificas serias. La LVC se ha metido en un callejón sin salida, y cuando se desinfle el suflé, todo quedará en una especie de BICEP 3.

Querida Mula Francis, me gusta mucho la ciencia, pero lo que nos cuenta la LVC no puedo admitirlo como ciencia seria, por muchos cientos de trillones de colaboradores que puedan tener en todas las universidades del mundo, ni por todo el crédito oficial que se le otorgue. No me creo la verdad que nos cuenta la LVC, lo siento mucho querida Mula Francis. Te admiro mucho, pero no soporto ese tufillo trilero que nos llega de la LVC. Para sacar conejos de la chistera, me gusta más la magia de David Copperfield. No soy tan ingenua, a mi los trucos de magia geniales y los “oh” de admiración me gusta verlos y oírlos en los escenarios de teatros y platós de television como algo frívolo que divierte al público en general, no en conferencias ni en ruedas de prensa donde supuestamente deben anunciarse asuntos científicos serios. Está claro que no soy muy partidaria … de todo este espectáculo mediático que han conseguido montar.

Saludos de una admiradora, que te lee siempre que puede

 

Francisco R. Villatoro Francisco R. Villatoro

Concha, puedes imaginar todas las conspiraciones que quieras, eres libre de ello, pero la ciencia no funciona así. En ciencia se aprovechan todos los datos disponibles para optimizar la toma de decisiones. Y por supuesto son los científicos quienes lo hacen, ese es su trabajo, mientras no tengamos máquinas o inteligencias artificiales que los sustituyan.

Las ondas gravitacionales son cuadripolares, luego H1, L1 y V1 tienen cuatro puntos ciegos (esta figura muestra los de V1), pero solo uno cae en la región localizada por H1 y L1 (o los otros tres están fuera). Mis respuestas: (1) esta figura lo aclara; (2) ver (1); (3) ver (1); (4) ver (1); (5) no; (6) no; (7) así no funciona LIGO-Virgo; (8) no, lo siento, la fe no mueve montañas.

 

Concha Cuetos Concha Cuetos

Querida Mula Francis, gracias por contestar a mis preguntillas capciosas. Pero, sigue habiendo algo que no me cuadra en la metodología usada por la LVC para encajar la localización de su supuesto evento GW170817 dentro de la localización del GRB 170817A visto por Fermi y por INTEGRAL (porque, no nos engañemos, LIGO se pone a trabajar manualmente sobre su evento GW170817 porque ya tenia la alerta de la localizacion celeste del Fermi, con su franja de error correspondiente, claro). Sigo viendo un sesgo brutal cuando asumen que por el observatorio VIRGO debieron pasar las mismas ondas gravitacionales que pasaron por los dos observatorios de LIGO, por que dan por sentado sin ninguna duda que lo que pasó por LIGO a esa hora fueron ondas gravitacionales. ¿Por qué veo tanto sesgo? Porque, además de la asunción anterior, la intención de quienes estaban al mando del análisis de datos en la LVC a esa hora, era ver de qué forma la localización celeste del evento GW170817 podía encajarse dentro de la del GRB 170817A. Eso no es ciencia. Afirmar tan rotundamente que puesto que en Hanford y Livingston se registraron señales del mismo evento GW170817, entonces necesiariamente por VIRGO debió pasar la misma perturbación gravitacional, y además asumir que, como no quedó registrada, debió pasar por uno de sus puntos ciegos, es mucho asumir, me parece a mí. Demasiadas asunciones, la ciencia no funciona así. Porque por la misma regla de tres, yo también tendría derecho a pensar lo siguiente, y también podría ser llamado ciencia de esa clase, asumiendo cosas:

En Livingston, alguien está estudiando cómo configurar los parámetros para una inyección hardware de señal, usando una plantilla de estrella binaria de neutrones que colapsa. El problema no es fácil en principio, ya que ha sido informado de que VIRGO no admite en esos momentos inyecciones hardware de señales, desde LIGO, por que está en modo unlock. La resolución del problema resulta ser sorprendentemente fácil: pones VIRGO en uno de sus puntos ciegos, y después juegas con los parámetros de desfase tenporales para inyectar por hardware la señal en L1 (livingston) y H1 (Hanford), de tal forma que la localizacion de la supuesta fuente esté dentro de la franja de error vista por Fermi. Incluso me atrevería a decir que el origen de ese glitch que se vio en L1 se debió a una inyección hardware de señal. Sí querida Mula Francis, el origen de esos glitches está, en su mayoría, en las inyecciones de hardware, ya que hay que mover mediante servos las masas-espejos, y eso nunca se hace de forma suave. Las inyecciones por software no tienen ese problema de los glitches, ya que van directamente a la base de datos de salida. Para quien quiera saber cómo se genera la mayoría de esos glitches, debido a inyecciones de hardware, puede consultar este paper:

https://dcc.ligo.org/public/0113/T14…%20Data.pdf

Por cierto, querida Mula Francis, ya hay científicos serios, independientes de LIGO, investigando el tema de las inyecciones en el seno de la LVC, y de qué forma los supuestos eventos descubiertos hasta ahora, que se han dado por válidos, se pudieron obtener de forma fraudulenta. Porque, afortunadamente todo no se hace mal en LIGO, y hay disponibles para el público los booklogs desde 2015 hasta hoy. He aquí un pequeño ejemplo, de alguien que se tomó la molestia de contar cuantas inyecciones de señal hay registradas en los logs de LIGO, y qué se puede hacer con ese Big Data:

http://www.academia.edu/25059961/Big…t_2010-2016

Saludos querida Mula Francis

 

Francisco R. Villatoro Francisco R. Villatoro

Concha, como es obvio, en un detector de ondas gravitacionales se detectan ondas gravitacionales y si se detecta la señal más intensa hasta ahora (en SNR) en un detector, los otros dos también tienen que haberla detectado sí o sí; esto no es opinable. ¿Quieres opinar en contra? Hazlo, pero no en un blog de ciencia. ¿Quieres montarte una conspiración? Hazlo, pero no en un blog de ciencia.

Concha, si quieres trolear, busca otro blog.

 

Es divertido este Francis, ¿verdad? 🙂 ya hacía tiempo que no me reía tanto. En su primera réplica dice: “Las ondas gravitacionales son cuadripolares, luego H1, L1 y V1 tienen cuatro puntos ciegos (esta figura muestra los de V1), pero solo uno cae en la región localizada por H1 y L1 (o los otros tres están fuera)“. Hay que decirle que no es que se elija uno de los cuatro puntos ciegos de VIRGO por que sea el cae en la región localizada por H1 y L1, sino que esencialmente se elige ese porque de lo que se trata es de que la región localizada por H1, L1 y V1 esté dentro de la localizada por Fermi. De eso se trata.

Y cuando dice “ … en un detector de ondas gravitacionales se detectan ondas gravitacionales y si se detecta la señal más intensa hasta ahora (en SNR) en un detector, los otros dos también tienen que haberla detectado sí o sí“. Parece muy obvio ¿no?, pues no. En un detector de ondas gravitacionales no se detectan ondas gravitacionales, en realidad se detecta de todo menos ondas gravitacionales, si tu fe en las ondas gravitacionales está baja. Lo gracioso de todo esto es que los detectores de ondas gravitacionales son los únicos instrumentos que detectan de todo menos de aquello para lo que fueron ideados. Pero, claro la obviedad de la lógica de este Francis es como la de decir “una tostadora de pan sólo tuesta rebanadas de pan“.

Es evidente que “la fe mueve montañas“, y la “la fe en las ondas gravitacionales” mueve los espejos de los interferómetros LIGO.

Saludos conspiranoicos a todos 😀

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2 comentarios to “La fe en las ondas gravitacionales mueve montañas: Cuando confundes el cero con la indeterminación no apuntas a una kilonova sino a una cero-nova”

  1. Humberto said

    1. ¿Por qué eligen, de los cuatro posibles ángulos muertos de Virgo, el que cae dentro de la franja de error del evento GRB 170817A que observó Fermi?.
    ………….
    Casualmente estaba haciendo unos cálculos y venia a preguntar sobre eso al anterior escrito; porque no salían las cuentas. No es posible triangular la senal (porque no es un triangulo tampoco, sino una pirámide de base triangular); porque cuando metes las correcciones que yo conozco sobre la superficie de la tierra desde que trabajaba en la parte solar, el vértice de la cúspide de la pirámide no se corta donde ellos estan diciendo.
    Y lo que venia a preguntar cual punto ciego estan tomando ellos para que le salgan esas cuentan?
    Y que momento de los 90 segundos (un tiempo enorme) toman para Virgo; porque según yo tomo uno u otro puedo barrer tremenda parte del cielo con el vértice superior de la pirámide, hasta casi colocarlo donde me de la gana.
    Si tienen la paciencia de un fisico, coloquen los brazos de los tres detectores sobre un esferoides (estilo google map) y traten de formar una pirámide triangular y veran que los cálculos no salen bien para ningun punto ciego de esos, sobre todo cuando introduzcan las correcciones geodésicas de la irregularidad del globo terrestre.
    Hay que hacer mucha numerologia para meter a Fermi y que ademas de eso, la punta de la pirámide este en ese momento en la zona que ellos dicen que estaba.
    Aunque se ve que estas personas si saben de cálculos astronómicos como cualquier y astrologo numerologico moderno; yo tratando de ser ellos, les encontré otra fisura que me la voy a guardar en mi cocina para su momento reírnos todos de ellos.
    ……………….
    Para que el neófito sepa de que trata lo de angulo ciego:
    Supongan que cortan una hoja de papel triangular y le mandan desde una distancia prudencial luz desde una linterna; de forma tal que ese triangulo quede dentro del cono de luz.
    Ahora roten el triangulo y veran que en algún momento dejan de ver un vértice. Aunque no es nada parecido a Virgo y mucho menos igual; eso también es un angulo ciego.

  2. Humberto said

    Yo siempre he sospechado que por mas sensibilidad que tenga Virgo, una explosión en cadena para provocar la fractura hidráulica, puede remover Oklahoma; pero caramba si llega a Europa ya el gobierno eso no le va ha gustar ni aunque sea un lobby poderoso el que lo haga.

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