La rumeur des ondes gravitationnelles...

[Géo le curieux 202]

Je vois que je ne suis pas le seul à m'être posé cette question : Comment s’y prend-on pour extraire du bruit de fond (sismique, thermique, et bien d’autres causes potentielles diverses) un signal infime (une fluctuation de l’ordre d’un dix millième de la taille d'un proton) qui soit attribuable sans aucun doute au passage d’ondes gravitationnelles ?

 

Certains spécialistes du Niels Bohr Institute de Copenhague se posent la même question et, arguments à l’appui, mettent en doute la réalité de la détection d’ondes gravitationnelles par Ligo et Virgo.

 

Interrogés sur les propriétés de leur bruit de fond, données nécessaires à leur analyse, les responsables de Ligo font savoir que c’est le genre d’article qu’ils ne voulaient vraiment pas écrire parce que c’est ennuyeux (boring) et qu’ils ont des choses plus excitantes à faire.

Le problème reste donc ouvert.

 

[AstroSylv1 186]

Au moins pour tout ce qui est bruit périodique, on peut facilement l’identifier avec des transformés de Fourier, comme on fait en analyse vibratoire dans l’industrie. Moi ça ne me choque pas ces courbes pleines de bruit dont on a extrait un signal candidat attendu (surtout au même instant à deux endroits différents) : quand je vois au boulot le signal vibratoire brut d’une machine tournante dans une grosse usine (donc bcp de bruits parasites), et ce qu’on obtient comme renseignement après traitement, ça me parait tout à fait plausible de filtrer ce qu’on connaît et de l’éliminier, et de ne garder que les pics qui sont des bons candidats à un phénomène connu (théorie) ou attendu. Et si les mecs n’ont pas voulu prendre le temps d’expliquer justement pourquoi ils ont filtré certains signaux et comment ils justifient chaque filtre, ça se comprend : imaginez : ventilateur XX de refroidissement du laser Z, 60Hz, à 1500 tours par minute, en résonance sur harmonique Y, etc etc, pour chaque machine alentour qui vibre un peu, ils ont mieux à faire avec l’argent de la Recherche :-)

 

[Guest iblack]

il y a 3 minutes, disciplus55 a dit :

Et si les mecs n’ont pas voulu prendre le temps d’expliquer justement pourquoi ils ont filtré certains signaux et comment ils justifient chaque filtre, ça se comprend

 

A priori ils vont prendre le temps...

 

Je cite :

Pour calmer le jeu, la collaboration LIGO-VIRGO a annoncé la publication prochaine d’un article détaillé sur l’extraction des signaux et la gestion du bruit.

 

Source : https://www.letemps.ch/sciences/ondes-gravitationnelles-ne-un-fake

[AstroSylv1 186]

S’ils veulent dissiper les doutes, effectivement pas le choix, c’est un stagiaire qui va faire le sale boulot

 

[Nostra 287]

Enfin si j'ai bonne mémoire la dernière fois on en a détecté, et puis on a pu trianguler la position d'origine et avoir une contrepartie visuelle non? 

Je veux dire, elle est de combien la proba d'extraire du bruit une donnée fausse sur deux instruments différents, au même moment, de dire regarder par là-bas dans le ciel et que paf, une fusion d'étoiles à neutron? 

[Superfulgur 16814]

il y a 40 minutes, disciplus55 a dit :

Moi ça ne me choque pas ces courbes pleines de bruit dont on a extrait un signal candidat attendu (surtout au même instant à deux endroits différents)

 

Ben justement, l'argument des détracteurs, c'est bien celui-ci… Les signaux n'arrivent pas au même moment… Les chercheurs de Virgo/Ligo attribuent ce décalage temporel à la différence de trajet à la vitesse de la lumière. Et en gros les détracteurs disent, si j'ai bien compris "ben nan, vous avez juste deux bruits dissociés l'un à côté de l'autre".

 

il y a 21 minutes, Nostra a dit :

Je veux dire, elle est de combien la proba d'extraire du bruit une donnée fausse sur deux instruments différents, au même moment, de dire regarder par là-bas dans le ciel et que paf, une fusion d'étoiles à neutron? 

 

On a du faire le calcul, j'imagine, mais à la résolution de Virgo Ligo, il y a quelques millions de galaxies dans le champ, soit quelques dizaines de milliers de milliards d'étoiles...

 

 

[jackbauer 2 14973]

Voici l'article du Monde et en particulier l'argument de base des contestataires :

 

 

[George Black 6023]

Il y a 6 heures, jackbauer 2 a dit :

Voici l'article du Monde et en particulier l'argument de base des contestataires

 

Il faudrait demander à @AlSvartr, mais ce n'est pas ainsi que l'on procède également au LHC ? 

 

Ça me rappelle la querelle de chapelles entre les fréquentistes et les bayésiens dans l'interprétation des résultats expérimentaux. Personnellement, j'ai renoncé à l'utilisation d'approches bayésiennes.

[Bruno- 4105]

Le 06/10/2017 à 13:50, capt flam a dit :

Depuis plus d'un an, les chinois ont lancé un programme de recherche sur les ondes gravitationnelles très ambitieux.  Donc côté US comme toujours, on bidouille on trifouille et comme par hasard on découvre le premier valider par un prix Nobel.

 

Donc finalement Capitaine Flam avait raison ?

[George Black 6023]

De toute manière, si ils ont fait de la m...., j'ai du mal à croire que cela résistera au trio des instruments de Virgo et Ligo et au redémarrage prochain de l'expérience.

 

Sans compter que d'autres pays se lancent dans la construction d'autres instruments censés être plus sensibles. Donc on sera fixés.

 

Ça me rappelle aussi la polémique sur la découverte de l'accélération de l'expansion de l'Univers, ou sur la découverte des premières planètes extrasolaires !

[Guest iblack]

Il y a 2 heures, Tournesol a dit :

Ça me rappelle aussi la polémique sur la découverte de l'accélération de l'expansion de l'Univers

 

Je te croyais pas si vieux, t'es sûr que tu vas finir tes jours à Upsala

[George Black 6023]

il y a 1 minute, iblack a dit :

Je te croyais pas si vieux, t'es sûr que tu vas finir tes jours à Upsala

 

La découverte de l'accélération de l'expansion de l'Univers, pas la découverte de l'expansion de l'Univers !  

[Guest iblack]

il y a 1 minute, Tournesol a dit :

La découverte de l'accélération de l'expansion de l'Univers, pas la découverte de l'expansion de l'Univers !  

 

Oups, autant pour moi...  Je me fais vieux

[brizhell 2703]

3 hours ago, Tournesol said:

Ça me rappelle la querelle de chapelles entre les fréquentistes et les bayésiens dans l'interprétation des résultats expérimentaux. Personnellement, j'ai renoncé à l'utilisation d'approches bayésiennes.

 

Il y a aussi du bon dans Bayès !! PAr Toutatis   Tu peut préciser pourquoi tu a renoncé a cette approche ?

[George Black 6023]

il y a 2 minutes, brizhell a dit :

Tu peut préciser pourquoi tu a renoncé a cette approche ?

 

Probablement par manque d'habitude, par le fait de travailler avec des expérimentateurs plus versés dans les approches traditionnelles, et après avoir vu des articles capables d'extraire des choses qui n'existent pas d'un bruit !  

[Mercure 946]

C'est très bien qu'il y ait des questions et que l'on veuille vérifier.

Cela ne peut au final que renforcer la découverte (je veux y croire!) et donner des outils pour améliorer encore les prochains résultats.

Ou alors patatras et on recommence tout, mais je ne veux pas y croire!!

 

Question: si patatras on rejoue le prix Nobel? Ils doivent se dépêcher de dépenser la prime au cas ou...

 

[dg2 2076]

Il y a 13 heures, disciplus55 a dit :

Et si les mecs n’ont pas voulu prendre le temps d’expliquer justement pourquoi ils ont filtré certains signaux et comment ils justifient chaque filtre

En fait, il y a des centaines de personnes qui ont travaillé là-dessus pendant au moins quinze ans. Donc disons 1500 années de travail ramené à une seule personne du côté de Virgo/LIGO (et c'est une estimation basse, à mon avis). Le groupe danois n'a de son côté sans doute même pas une année complète. A part dire "C'est compliqué", LIGO ne peut pas faire grand chose d'autre s'ils veulent rester polis. De toute façon, en 2017 il y a eu une contrepartie optique, donc on ne voit vraiment pas pourquoi des gens veulent encore mettre en doute quoi que ce soit.

 

Il y a 12 heures, Superfulgur a dit :

Et en gros les détracteurs disent, si j'ai bien compris "ben nan, vous avez juste deux bruits dissociés l'un à côté de l'autre".

Justement non. LIGO explique bien qu'ils se sont amusés à refaire leur analyse en décalant les signaux de chaque interféromètre d'une seconde. Rien trouvé. Deux secondes. Rien trouvé. Trois secondes. Rien non plus. Je ne sais plus jusqu'à quel décalage ils sont allés, mais ils ont testé leur procédure de détection sur des données non simulées, et avec un volume des centaines de milliers de fois plus grands que les seules données où d'une part un signal a été trouvé, et où d'autre part cela avait un sens physique d'en trouver.

 

Cela me fait penser à l'époque où un petit groupe d'italiens était convaincu que l'ensemble des astronomes ne savaient pas analyser les catalogues de galaxies, car eux-même voyaient dans ces catalogues la preuve que l'Univers était non pas homogène et isotrope, mais fractal. Les autres avaient beau leur dire poliment "There must be an error in your analysis" (je l'ai entendu un paquet de fois), les hérétiques (appelons les comme ça) ne voulaient rien entendre.  Et on avait beau leur dire que indépendamment de leur analyse, d'autres observables comme la nucléosynthèse indiquaient que la matière n'était pas distribuée de façon fractale, ils ne voulaient rien savoir.

[Géo le curieux 202]

Merci pour toutes ces précisions de divers horizons.

 

Lors de l’annonce de la première détection j'avais été troublé par l’allure presque parfaite et similaire des signaux publiés, comme si le bruit de fond retranché avait été quasiment le même sur les deux détecteurs ne laissant plus que le signal attendu. Compte tenu de l'amplitude du bruit de fond, je comprenais mal comment cela était possible. J'apprends que c'était une fausse image (une "fake view") "bidouillée" à la main pour faire médiatiquement (ou "pédagogiquement") plus probant. Dans une publication scientifique, c'est  déontologiquement fort regrettable de la part des responsables de Ligo. Cela jette un trouble et éveille la suspicion.

 

Quoi qu’il en soit, c’est un formidable exploit technique que d'être parvenu à stabiliser des interféromètres avec une telle précision, même si, compte tenu de la complexité de l’ensemble et de l’analyse, c'est susceptible de nous donner des "faux positifs" concernant les ondes gravitationnelles. La coïncidence dans la bonne direction avec un signal lumineux attribuable à la coalescence de deux étoiles à neutron me parait d'avantage probante que pour les trous noirs (à deux secondes près, ce qui semble pouvoir s’expliquer par différentes hypothèses). Continuons les mesures en attendant d’autres coïncidences de ce type.

 

Donnons du temps au temps dans l’espace-temps, observons et mesurons, l’avenir nous dira ce qu’il en est.

[dg2 2076]

Il y a 3 heures, Géo le curieux a dit :

J'apprends que c'était une fausse image (une "fake view") "bidouillée" à la main pour faire médiatiquement (ou "pédagogiquement") plus probant

 

Il faudrait quand même arrêter de dire n'importe quoi. Vous ne verrez JAMAIS les données brutes de n'importe quelle expérience moderne, tout simplement parce que tout ce qu'on est capable de voir "à l'oeil" a déjà été vu, plus difficilement, par les expériences passées, et que de toute façon, les données brutes ne montrent pas le phénomène que l'on cherche à mesurer. Pensez juste à ceci : si je vous montre un milliers de spectres et de courbes de lumière de supernovae, vous la voyez, à l'oeil, l'accélération de l'expansion de l'Univers ? Non. Fin de l'histoire. Si vous voulez passer par vous-même des données brutes au résultat, il vous faudra un M2 minimum, plus pas mal d'années de travail solitaire. Dans une collaboration scientifique, on va plus vite, mais tout seul, et éventuellement sans formation initiale, ça risque d'être long, très long.

 

On est toujours, et c'est normal, à la limite de ce que l'on peut faire, donc on ne peut pas voir n'importe quel résultat nouveau à l'oeil. Il n'y a que dans le cas, très particulier, de l'exploration planétaire où on découvre des choses à l'oeil, mais c'est précisément parce qu'on a un saut gigantesque dans la qualité des données. Par exemple, en 2010, Cérès, c'était une surface d'une centaine de pixels avec le HST, donc une résolution de 100 ou 200 km (peu importe le chiffre, l'image est là : https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_404.html ). Avec Dawn, la résolution passe d'un coup et d'un seul à quelques mètres. Mais d'ordinaire, on n'effectue absolument jamais un tel saut quantitatif. 

 

Le signal GW150914 était effectivement un peu plus fort que le niveau attendu, en tout cas (un peu) plus fort que ceux qui ont suivis, mais largement en-dessous de ce qu'on aurait plus détecter avant. Le signal qui a été diffusé a subi un filtre passe bande, plus peut-être un filtre spécifique pour enlever les quelques modes de résonance des suspensions dont on sait qu'ils dominent les données temporelles brutes. De même, si on n'enlève pas les basses fréquences, on ne voit rien  l'oeil. Si vous voulez savoir à quoi ressemble le signal de LIGO dans les basses fréquences, regardez juste les données d'un sismomètre et vous saurez. Mais quand on a dit ça, on n'a pas inventé l'eau tiède. La difficulté, elle réside dans le fait de construire un détecteur dont la sensibilité est bonne presque partout, avec juste quelques bandes très étroites liées au système de suspension, que l'on peut filtrer très facilement, puis ensuite de construire l'ensemble de boucles de rétroaction pour s'affranchir des sources de bruit parasite et  de traiter intelligemment les données. Puis de barder le tout de détecteurs (magnétomètres, sismomètres, acoustiques, etc) pour comprendre les corrélations entre le signal brut et des perturbations extérieures identifiées. Encore une fois : l'instrument a été pensé dès les années 60, et c'est désormais un millier de personnes qui sont impliquées dedans. S'il y avait un truc trivial qui posait problème, cela aurait déjà été vu, c'est inévitable. On peut même dire que c'est un axiome de la pratique scientifique : si c'est facile, ça a déjà été fait. A moins que vous ne pensiez que de millier de personnes (dont des thésards payés au lance-pierre) font tous, TOUS, partie d'un complot visant à vous tromper, vous. Mais dans ce cas, il est inutile de vous intéresser à la science, car la science, depuis au moins deux siècles, c'est un domaine où on ne peut pas tout savoir soit même, et où il faut accepter de faire confiance aux autres.

 

Edited December 1, 2018 by dg2

[Géo le curieux 202]

Le doute ne serait donc plus permis en science? Vue la complexité grandissante et l'aspect multidisciplinaire des sciences actuelles on est bien obligé de faire confiance aux spécialistes. Ne te fâches pas dg2, je leur fais généralement confiance. Ce qui n'empêche pas d'essayer quand même de comprendre comment ils s'y prennent (je suis curieux, c‘est ma nature). Ce forum peut servir à ça non ?  Merci donc pour ces renseignements complémentaires.

 

Pour la détection des ondes gravitationnelles, je suis comme Mercure, j'ai envi d'y croire, bien d'avantage qu'aux fumeuses théories des complotistes. Mais détecter les infimes ondes gravitationnelles n'est pas facile, loin de là, et cela n'avait jamais encore été fait et nous sommes à une échelle de précision largement dans le domaine dit « quantique » où l’incertitude probabiliste règne. Alors, avant d'y croire vraiment, je préfère avoir des preuves qui ne dépendent pas seulement d'un unique et fort complexe appareillage et traitement de données, mais, comme c'est l'usage en science, d'une association avec au moins une autre façon d’en vérifier la pertinence (comme ce fut le cas avec la contre partie optique dans le cas de la fusion des étoiles à neutron).

Edited December 1, 2018 by Géo le curieux

[George Black 6023]

Le nombre de fusions de trous noirs (et d'étoiles à neutrons) détectées passe à 11 !

Citation

 

GWTC-1: A Gravitational-Wave Transient Catalog of Compact Binary Mergers Observed by LIGO and Virgo during the First and Second Observing Runs

The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration

 

 

https://arxiv.org/abs/1811.12907

[Mercure 946]

Respect DG2

 

[brizhell 2703]

On 01/12/2018 at 2:50 PM, Géo le curieux said:

Mais détecter les infimes ondes gravitationnelles n'est pas facile, loin de là, et cela n'avait jamais encore été fait et nous sommes à une échelle de précision largement dans le domaine dit « quantique » où l’incertitude probabiliste règne. Alors, avant d'y croire vraiment, je préfère avoir des preuves qui ne dépendent pas seulement d'un unique et fort complexe appareillage et traitement de données, mais, comme c'est l'usage en science, d'une association avec au moins une autre façon d’en vérifier la pertinence (comme ce fut le cas avec la contre partie optique dans le cas de la fusion des étoiles à neutron).

 

Ça c'est le genre d’affirmation qui me fait bondir car elle prouve une méconnaissance totale du domaine de la mesure en physique quantique. Affirmer que l'incertitude probabiliste règne en physique quantique est un non sens total dans la mesure ou c'est une évidente confusion entre ce que l'on peut qualifier de "flou quantique" due à la nature intrinsèque des objets que l'on mesure et l'incertitude de mesure due à l'imprécision des appareils que l'on utilise. L'incertitude sur une mesure est de fait probabiliste quand on s'intéresse à une variable aléatoire (fut elle quantique) !! La particularité de la physique quantique est de définir un cadre formel au sein duquel les variables que l'on cherche à quantifier (sans jeu de mots) se définisse avec un intervalle d'incertitude non dans la précision de la mesure mais dans les valeurs "possibles" que l'on peut obtenir en faisant la dite mesure, valeurs liées à la nature intrinsèque de l'objet. En termes clairs, cela signifie que si les quantités à mesurer sont largement inférieures à ce que l'on est en mesure de quantifier, on est dans les choux. Si l'appareil de mesure, débarrassé de ses bruit propres, est capable de mesurer des quantités en deçà de la dite incertitude quantique, on aura un résultat en terme probabiliste, mais il ne s'agit en rien d'une incertitude !

Le propre de Ligo et Virgo est d'avoir justement un intervalle d'incertitude intrinsèque à la mesure, inférieur au "bruit quantique" équivalent. Un des équipe de mon ancien labo travaillait justement sur le sujet pour Ligo et Virgo: http://www.lkb.upmc.fr/collab/virgo/

En résumé, l'idée est de savoir quelle limite on a dans l'instrument avec lequel on attrape des atomes ou des particules ou les fluctuations de l'espace. Si on essaie avec des gants de boxe, on a un incertitude de l'ordre du centimètre. Si on essaie avec un microscope à effet tunnel, on est au nano mètre. Si on essaie avec un interféromètre de la classe LIGO/Virgo, on est à 10e-21 mètres. Ce que l'on mesure ensuite, est tellement précis qu'il est nécessaire de le débruiter de ce que l'on connais. Or des bruits jusqu'a ces gammes de précisions, ça a déjà été largement balayé par les théoriciens, comme beaucoup d'expérimentateurs.

 

En dernier lieu, la charge de la preuve n'en incombe pas au milliers de personnes ayant déjà démontré que la combinaison d'un appareillage fort complexe (et non unique) associé à des méthodes de calcul extrêmement dans le traitement de données. Pourquoi ? Simplement parce que ce travail, ils l'ont déjà fait avec les quelques centaines (voir milliers) de publications scientifiques déjà produite rien que sur le traitement métrologique des données LIGO/VIRGO. Ça nécessite une vraie connaissance du domaine et un vrai travail de fond (je rejoint @dg2  sur les compétences requises pour juger de la pertinence de l'approche LIGO/VIRGO et je ne suis pas sur de tout maîtriser à titre personnel), et cela dépasse le stade de la "croyance" (deuxième chose qui me fait bondir), qui n'a rien a faire dans une démarche scientifique saine..... La confrontation à la preuve n'est parfois pas aussi rigoureuse que la confrontation à la pertinence et la solidité de la démarche utilisée pour les évènements trous noir car l'obtention de la preuve dans le cas des étoiles à neutron relève d'une coïncidence heureuse.... La contrepartie optique d'une coalescence de trous noir, ça doit franchement pas être simple, à moins d'avoir des VLT et de "Gravity" un peu partout à la surface de la planète......

[jackbauer 2 14973]

La répartition des 11 détections d' OG

on voit que seul GW170817 (fusion de deux étoiles à neutron) est relativement bien localisée  

La reprise des observations est imminente pour LIGO et VIRGO avec des capacités augmentées : 2019 devrait être passionnante !

 

 

Edited December 4, 2018 by jackbauer 2

[George Black 6023]

Un catalogue interactif des systèmes détectés par LIGO-Virgo

 

http://catalog.cardiffgravity.org/