事实如此浪漫

显示地标发现的6个图表 - 但后来被揭穿了

一世T从最小的异常开始。第一个外出的外产上的丝毫在星光的光线上变化。Higgs Boson只是噪音的颠簸。并且来自一些应该一直留下来的迅速移动的星系中的大爆炸。伟大的科学发现诞生于快速关注的琐事信号。

现在,另一个诱人的结果正在酝酿之中,激起了全世界物理学家的好奇心。这是大型强子对撞机收集的数据出现了碰撞LHC是世界上最强大的粒子加速器。如果在大型强子对撞机的第二次运行中,碰撞成熟到一个更清晰的峰值,这可能表明存在一种新的、意想不到的粒子,它比质子重2000倍。最终,它可能会促使我们对物理学的理解发生重大更新。

去年,大型强子对撞机的CMS实验报告了大约2gev的碰撞(左图)。就在最近,ATLAS实验报告了在同一区域的3 σ碰撞。 ATLAS / CMS通过对称性杂志

也可能只是统计上的侥幸,注定会随着时间的推移而消失。但是这个突起目前的显著性水平是3,这意味着这个小东西可能会一直在这里。物理学的经验法则是,一个标准差的结果很容易是由随机波动造成的,就像均匀硬币抛了两次反面。一个3 σ的结果被认为是一个值得讨论和发表的观察结果。但物理学家要宣布一个发现,一个改写教科书的发现,其结果必须在5 σ的水平上。在那一点上,信号随机产生的几率只有百万分之一。

如果LHC研究人员的新发现是真实的,并不知道他们收集更多数据。甚至更大的会发现 - 有五西格玛结果的人和更好的LED物理学家以前误入歧途,提高了在其他数据反对的宇宙中的新见解。当推动我们可以测量的非常限制时,误报始终是危险。以下是五个例子,看似实体的发现撤消了。


额外的系外行星

对系外行星的搜索在20世纪90年代中期就开始了,但早期也有一些错误的开始。1963年4月,彼得·范德坎普(Peter van de Kamp)宣布发现了一个看不见的物体对巴纳德的恒星产生了轻微的拉扯作用,巴纳德的恒星是距离我们第二近的恒星系统。引力扰动是如此微小,以至于范德坎普依靠50年的观测来证明他的观点。

第二天出现了新闻纽约时报,标题是“在距离太阳36万亿英里的地方发现了另一个太阳系。”但今天,你不会发现范德坎普的发现列在已知的数千颗系外行星

彼得·范德坎普(Peter van de Kamp)费力地用手测量了巴纳德的恒星,得出的结论是,它的运动表明,每24年有一颗木星大小的行星围绕它运行。 彼得·范德坎普/《天体物理学杂志》上

1974年,匹兹堡大学的天文学家乔治·盖特伍德观察了没有找到这颗神秘行星的证据.大约在同一时间,斯沃斯莫尔学院的天文学家约翰·赫尔希发现范德坎普所依赖的望远镜出了故障

外延上午的历史充满了这些故事。就在去年,天文学家宣布了发现一颗令人兴奋的新系外行星:Kapteyn b,它被认为在其恒星的宜居带舒适地运行,在那里液态水可能存在于其表面。此外,据估计,它的年龄是地球的两倍,所以“如果智慧生命在那里进化,它的技术将远远领先于我们,”研究合著者米科·图米(Mikko Tuomi)说告诉天空和望远镜杂志

但没过多久,这颗新行星就遇到了争议。一群不同的天文学家发现了这个夏天被解释为Kapteyn b的恒星光线的规律性变化可能是恒星黑子和旋转的产物。

去年的研究人员报告了一个星球轨道,kapteyn b,为期48天。今年,其他研究人员报告说,这颗恒星几乎恰好旋转了三倍(143天),这表明它的光线变化是由于其旋转而不是由行星轨道引起的摇摆。 guilllem Anglada-Escude等人,“Kapteyn恒星周围的两颗行星:一个寒冷的超级地球和一个温和的超级地球,围绕着最近的光环红矮星运行”;arXiv


比...快-真理中微子

很少有实验结果打破了物理规律。但2011年,不可能发生。物理学家欧洲核子研究中心欧洲核子研究中心(European Center for Nuclear Research)发现的证据表明,中微子以极高的速度从瑞士到达意大利,实际上已经打破了宇宙速度的极限。他们到达的速度比光速快60.7纳秒。

数据泄露的消息,引发了爱因斯坦伟大的狭义相对论受到挑战的传言。但是当CERN宣布它的结果时,这个小组并没有夸大其词,而是平静地报告了这个异常现象,并邀请其他的解释或证据。然而,许多新闻机构没有注意到这一点,兴奋地宣称不可能的事情已经发生了。

幸运的是,物理界对这一消息持怀疑态度。“这些人已经尽了最大努力,但在把爱因斯坦扔到篝火上之前,你会希望看到一个独立的实验,”欧洲核子研究中心的理论家约翰·埃利斯(John Ellis)说纽约时报.许多研究人员搜索了其他解释,部分受到简单地要求帮助的谦卑团队的影响。

来自ICARUS实验的数据有助于证明OPERA的中微子的运动速度并不比光速快。如果它们存在,那么在CERN产生并在Gran Sasso探测到的μ子中微子的能量就会聚集在低能级,如右图所示,而不是像左图所示的那样分布。 伊森·西格尔(Ethan Siegel)的《从爆炸开始》(Starts With a Bang)提供了精彩的图像和解释

事实上,一些研究人员认为这是一个推动科学进步的机会。“最糟糕的数据比最好的理论要好,”该实验当时的负责人安东尼奥·埃雷蒂托(Antonio Ereditato)说鹦鹉螺回想起来。“如果你寻找合理的结果,你永远不会有什么发现,或者至少你永远不会有什么意外的发现。”你只是创造了一个预期的发现——这说起来有点矛盾。”

在那天结束的时候,计时问题的根源被追踪到一个连接不良的光纤电缆携带GPS信号。


第一个希格斯玻色子

2011年7月,两个独立的大型强子对撞机实验中出现了微弱的信号。有毫无疑问,这是一个类似希格斯玻色子的小碰撞在144千电子伏(GeV)。物理学家们立刻开始担心了。

一个更轻的希格斯玻色子(约115 GeV)将被证明是有希望的超重,一种将已知的基本粒子掺入宇宙的完整库存中的理论。从某种意义上说,超对称可以让物理学家从地上理解宇宙。但是较重的Higgs Boson(大约140个GEV)将证明是对的多层这个理论认为,我们的宇宙只是无数宇宙中的一个,其他的宇宙是任何观测都无法企及的。

这个诱人的第一个发现暗示了后一个。约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的理论粒子物理学家戴维·卡普兰(David Kaplan)在纪录片中说,“这开始看起来像是大自然做出了自己的选择。粒子热.如果这个发现能经受住时间的考验,“我们将永远无法获得更深层次的理论。”所有这些信息都可能存在于其他宇宙。我们可能走到路的尽头了。就是这样。”

这个沉重的结果似乎是毁灭性的。但在不到一个月的时间里,这些发现就从人们的视野中消失了。如果再来一次5 σ级的碰撞,就会出现在126gev不到一年。标准模型之外的粒子物理的性质仍有待确定。

来自大型强子对撞机的早期数据显示,在144gev左右出现了令人惊讶的显著增长。后来,数据清晰地聚集在另一个有希望的碰撞——126gev周围。 阿特拉斯合作


外星厨房用具?

2010年,在澳大利亚帕克斯天文台工作的天文学家们报道了短暂但明亮的无线电波爆发在他们的数据。它们看起来与快速射电暴(frb)惊人地相似,这种罕见而神秘的信号被认为起源于太空深处。但新爆发的各个方面都强烈表明,它们实际上起源于离地球更近的地方,比如闪电或卫星。事实上,这些爆发被称为“peryton”,来了从一个神话中有翅膀的麋鹿,投射出人类的影子,出现的东西不是。这些贫困人士是否意味着所有FRB都只是在地球上的一些常见过程的副作用,而不是令人兴奋的新actoric空间发生异性过程的新证据?

五年来,这个问题一直没有得到解答,因为研究人员未能找到任何解释这些信号的原因,无论是来自地球还是来自外太空。但今年早些时候,在帕克斯工作的另一组天文学家解开了这个谜团。他们注意到大部分的peryton都是在午餐时间发现的,于是开始在厨房里进行测试。这些测试表明,罪魁是一个微波炉:如果过早打开,它就会释放出诱人的无线电波,伪装成来自银河系以外的信号。

就像在帕克斯观察到的许多peryton一样,这些图片中出现的两个peryton是在午饭前不久出现的。(天文台的时区是UTC 11,所以在帕克斯00:30就是上午11:30。) 埃琳娜·彼得罗夫等人,“在帕克斯射电望远镜中确定peryton的来源”;arXiv


引力波转向灰尘

这一发现被称为“值得获得诺贝尔奖”。2014年3月,天文学家发现了涡旋图案在宇宙的旧光线中。它被认为是引力波的证据,宇宙的长期证明,宇宙经历通货膨胀,这是一个超快的膨胀,当它大约万亿塔的万亿岁的旧老老年时。它也支持了一个邪恶的预测:我们的宇宙只是一个宇宙中的一个。

记者招待会热闹非凡。结果令人振奋:几分钟后,全世界立刻知道这次探测是不同的。“这是一个巨大的发现,”约翰霍普金斯大学的马克·卡米翁科夫斯基,他不是发现小组的成员,告诉纽约时报.但很少有人像安德烈·林德(Andrei Linde)这样激动,他是暴胀理论的主要作者之一。拿着香槟去敲他的门告诉他这个消息。

但后来一切都变成了尘埃——真的。结果来自今年早些时候确认这些扭曲的图案不是最古老的光的波纹而是星系尘埃产生的漩涡图案。宇宙经历过膨胀的理论仍然缺乏确凿的证据。

宇宙微波背景中的扭曲极化最初被认为是引力波的结果。随后的研究表明,它很可能是由银河系中的尘埃引起的。 BICEP2


科学并不总是一个精确的科学

与普遍的看法相反,科学充满了缺陷和不确定性。它涉及渐进式的进展,因为新的主张不断受到质疑,可能会持续数年进行反复辩论。科学家们还需要一段时间才能确定从长远来看哪些结果会成功。但最终他们会这样做,科学朝着更大的真理迈出了扭曲的一步。

所以问题就变成了:这样的事故会损害公众对科学的认知吗?加州理工学院的物理学家肖恩·卡罗尔认为,如果公众逐渐认识到科学是一个过程,任何令人尴尬的错误造成的短期损害都将会减轻。他在一次采访中告诉我:“科学家们宣称有惊人的结果,有时他们是对的,但有时他们是错的。”“你必须有耐心,看看它们是否得到了其他研究人员的证实。”

卡罗尔辩称,答案并非都是黑白的。“我不认为我们需要有一个标准,在公众听到它之前,每个结果都必须绝对无法浮动。这可能需要几十年,“他说。公众有权在行动中看到科学,但在“另一方面,我们不应该太邋..我们不应该只是把东西扔到那里,没有任何充分的理由认为我们正在正确的轨道上。“


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