それは最小の異常から始まります。最初の太陽系外惑星は、星の光のわずかな変化でした。ヒッグス粒子はノイズのほんの一部に過ぎませんでした。そして、ビッグバンは、その場にとどまっているはずのいくつかの急速に移動する銀河から生まれました.偉大な科学的発見は、注意を喚起するちっぽけな信号から生まれます。
そして今、もう 1 つの興味深い結果が勢いを増しており、世界中の物理学者の好奇心をかきたてています。これは、世界で最も強力な粒子加速器であるラージ ハドロン コライダー (LHC) によって収集されたデータの増加です。 LHC の 2 回目の実行中にバンプが成熟してより明確なピークになった場合、陽子より 2,000 倍重い、予想外の新しい粒子の存在を示している可能性があります。最終的には、物理学に対する私たちの理解に大きな更新をもたらす可能性があります.
あるいは、時間の経過とともに消える運命にある、単なる統計上のまぐれかもしれません。しかし、この隆起は現在 3 シグマの有意水準を持っており、この小さな男がここにとどまる可能性があることを意味します。物理学の経験則では、1 シグマの結果はランダムな変動によるものである可能性があります。たとえば、公正なコインが 2 回裏をひっくり返したようなものです。スリーシグマの結果は観察としてカウントされ、議論して公開する価値があります。しかし、物理学者が教科書を書き換える発見を宣言するには、結果が 5 シグマ レベルでなければなりません。その時点で、信号がランダムに発生する可能性は 100 万分の 1 です。
LHC 研究者の新しい発見が本物かどうかは、さらにデータを収集するまでわかりません。さらに、5 シグマ以上の結果が得られたさらに大きな発見は、以前に物理学者を道に迷わせ、他のデータによって反証される前に、宇宙への新しい洞察への希望を高めました。測定可能な限界を押し広げると、常に誤検知が危険になります。一見確かな発見が元に戻された 5 つの例を次に示します。
余分な系外惑星
系外惑星の探索は 1990 年代半ばに本格的に開始されましたが、それ以前にいくつかの失敗がありました。 1963 年 4 月、Peter van de Kamp は、私たちの星系に 2 番目に近いバーナード星をわずかに引っ張っている目に見えない物体の発見を発表しました。重力の摂動は非常に微妙だったので、ヴァン・デ・カンプは 50 年間の観測に頼って彼の主張を証明しました。
翌日、このニュースは The New York Times に掲載されました。 の見出しの下に、「太陽から 36 兆マイル離れた場所に別の太陽系が発見されました」。しかし今日、何千もの知られている太陽系外惑星のリストに、ヴァン デ カンプの発見はありません。
1974 年、ピッツバーグ大学の天文学者ジョージ ゲートウッドは、とらえどころのない惑星の証拠を探しましたが、見つけることができませんでした。同じ頃、スワースモア カレッジの天文学者ジョン ハーシーは、ヴァン デ カンプが頼っていた望遠鏡が故障していることを発見しました。
太陽系外惑星の歴史は、これらの物語に満ちています。ちょうど昨年、天文学者はエキサイティングな新しい太陽系外惑星の発見を発表しました。Kapteyn b は、その星のハビタブル ゾーン内を快適に周回していると評判で、液体の水がその表面に存在する可能性があります。さらに、それは地球の 2 倍の年齢であると推定されていたため、「そこで知的生命体が進化したとしたら、技術的には私たちよりもはるかに進んでいたでしょう」と、研究の共著者である Mikko Tuomi 氏は Sky &Telescope に語っています。 雑誌。
しかし、新しい惑星が論争に遭遇するのにそれほど時間はかかりませんでした.今年の夏、別の天文学者グループが、Kapteyn b として解釈された星明かりの定期的な変化は、おそらく星の斑点と回転の産物であることを発見しました。
Faster-Than- 真実 ニュートリノ
物理法則を破る実験結果はほとんどありません。しかし、2011 年には、不可能なことが起こったように見えました。 CERN (ヨーロッパ核研究センター) の物理学者は、ニュートリノがスイスからイタリアまで非常に速い速度で移動し、実際に宇宙の速度制限を破ったという証拠を発見しました。それらは、光が移動できるよりも 60.7 ナノ秒速く到着しました。
データのニュースが流出し、アインシュタインの偉大な特殊相対性理論が異議を唱えられたという噂が生まれました。しかし、CERN がその結果を発表したとき、チームは大げさな主張はしませんでした。代わりに、彼らは冷静に異常を報告し、他の説明や証拠を求めました。しかし、多くの報道機関は、この注意点を理解できず、あり得ないことが起こったと熱狂的に主張しました。
幸いなことに、物理学コミュニティはこのニュースを懐疑的に受け止めました。 CERN の理論家である John Ellis 氏は The New York Times に次のように語っています。 .多くの研究者は、単に助けを求めた謙虚なチームの影響もあり、他の説明を探しました.
実際、一部の研究者は、この機会を科学を前進させるチャンスと見なしていました。 「最悪のデータは最良の理論よりも優れています」と当時の実験のリーダーであったアントニオ・エレディタトはノーチラスに語った 振り返ってみると。 「合理的な結果を求めるなら、決して発見をすることはないでしょうし、少なくとも予期せぬ発見をすることは決してないでしょう。予想通りの発見をするだけです。これは矛盾しています。」
結局のところ、タイミングの問題の原因は、GPS 信号を運ぶ光ファイバー ケーブルの接続不良にあることが突き止められました。
「最初の」ヒッグス粒子
2011 年 7 月、2 つの独立した LHC 実験でかすかな信号が現れました。間違いなく、144 ギガ電子ボルト (GeV) で小さなヒッグスのような隆起がありました。そして物理学者はすぐに心配しました。
より軽いヒッグス ボソン (約 115 GeV) は、宇宙の完全な目録に既知の素粒子を組み込む理論である超対称性にとって有望であることが証明されるでしょう。ある意味で、超対称性は、物理学者が宇宙をゼロから理解することを可能にします。しかし、より重いヒッグス ボソン (約 140 GeV) は、多元宇宙にとって有望であることが証明されます。この理論は、私たちの宇宙は無限に配列された宇宙の 1 つにすぎず、他の宇宙は観測の範囲外であるという理論です。
この食欲をそそる最初の検出は、後者を示唆していました。ジョンズ・ホプキンス大学の理論素粒子物理学者である David Kaplan は、ドキュメンタリー Particle Fever で次のように述べています。 .検出が時の試練に耐えれば、「より深い理論にアクセスすることはできません。その情報はすべて、他の宇宙にある可能性があります。私たちは道の終わりにいるかもしれません。それだけです。」
重い結果は壊滅的なようでした。しかし、1 か月も経たないうちに、調査結果は見えなくなりました。 1 年以内に 126 GeV で 5 シグマ レベルのもう 1 つの隆起が現れるでしょう。標準モデルを超える素粒子物理学の性質は、まだ決定されていません。
地球外 キッチン家電?
2010 年に、オーストラリアのパークス天文台で働いている天文学者は、彼らのデータの中でつかの間ではあるが明るい電波バーストを報告しました。それらは、宇宙の奥深くで発生したと考えられていた、まれで神秘的な信号である高速電波バースト (FRB) と非常によく似ていました。しかし、新しいバーストのさまざまな側面から、実際には雷や人工衛星など、家の近くで発生したことが強く示唆されました。実際、バーストの名前である「ペリトン」は、人間の影を落とし、人間ではないもののように見える神話の翼のあるヘラジカに由来しています。これらのペリトンは、すべての FRB が、銀河間空間で発生しているエキゾチックなプロセスのエキサイティングな新しい証拠ではなく、ここ地球上のありふれたプロセスの単なる副作用であることを意味していたのでしょうか?
5 年間、研究者は地球または深宇宙からの信号の説明を見つけることができなかったため、この質問には答えられませんでした。しかし、今年初め、パークスで働いている別の天文学者が謎を解いた。ペリトンが主にランチタイム近くに発見されたことに気づいた彼らは、キッチンでテストを開始しました。これらのテストは、犯罪者が電子レンジであることを示しました:時期尚早に開かれた場合、天の川の彼方からの信号として偽装した食欲をそそる電波を放ちました.
塵になった重力波
「ノーベル賞に値する」発見と呼ばれた。 2014 年 3 月、天文学者は宇宙で最も古い光の渦巻き模様を発見しました。それは重力波の証拠として採用されました。これは、宇宙が約 1 兆分の 1 兆分の 1 秒の時点で超高速の膨張であるインフレーションを経験したことを示す長い間求められていた証拠です。そしてそれは、より大胆な予測も支持しました:私たちの宇宙は、宇宙の多元宇宙の 1 つにすぎません.
記者会見は興奮に包まれた。その後の結果は爽快でした。数分以内に、この検出が異なることが世界にすぐにわかりました。 「これはとてつもなく巨大です」と、発見チームの一員ではなかったジョンズ・ホプキンス大学のマーク・カミオンコフスキーはニューヨーク・タイムズに語った。 .しかし、インフレーション理論の主な著者の一人であるアンドレイ・リンデほど興奮した人はほとんどいませんでした。発見チームのメンバーであるチャオ・リン・クオが彼にニュースを伝えるためにシャンパンのボトルで彼のドアをノックしたとき. /P>
しかし、その後、文字通りすべてが粉々になりました。今年初めの結果は、ねじれたパターンが最も古い光の波紋ではなく、銀河の塵によって生成された渦巻きのパターンであることを確認しています。宇宙がインフレーションを経験したという理論には、まだ決定的な証拠がありません.
科学は必ずしも正確な科学ではない
一般に信じられていることとは反対に、科学は欠陥と不確実性に満ちています。新しい主張は常に疑問視され、何年にもわたって議論が繰り返される可能性があるため、それには漸進的な進歩が伴います。科学者が長期的にどのような結果が得られるかを確実に言えるようになるまでには、しばらく時間がかかります。しかし、最終的にはそうなり、科学はより大きな真実に向かって曲がった一歩を踏み出します。
そこで問題になるのは、そのような事故は科学に対する一般の認識を損なうのでしょうか?カリフォルニア工科大学の物理学者であるショーン・キャロルは、科学がプロセスであることを一般の人々が理解するようになれば、恥ずかしい失敗による短期的な損害はそれほど深刻ではないと考えています. 「科学者は驚くべき結果を主張しており、正しいこともあるが、間違っていることもある」と彼はインタビューで私に語った. 「他の研究者によって確認されているかどうかを確認するには、辛抱強く待つ必要があります。」
キャロルは、答えはすべて白黒ではないと主張します。 「一般の人々がそれについて耳にする前に、すべての結果が完全に非の打ちどころのないものでなければならないという基準を設ける必要はないと思います。それには何十年もかかるかもしれません」と彼は言います。一般の人々は科学が実際に行われているのを見る権利がありますが、一方で「私たちはあまりにもずさんであってはなりません。私たちは正しい道を進んでいると考える正当な理由もなく、物をただ放り投げるべきではありません。」
