Fünf Jahre Gravitationswellen: eine Chronik der Merkwürdigkeiten

Künstlich erzeugte Signale waren verbreitete Praxis

Der breiten Öffentlichkeit ist immer weniger bewusst, dass vor 2015 Gravitationswellendetektoren regelmäßig durch sogenannte "blind injections" getestet wurden, künstlich generierte Signale, die prinzipiell nicht von den echten zu unterscheiden sind. Um die Fähigkeiten der Kollaboration zur Datenanalyse auf die Probe zu stellen, konnten nur einige wenige Experten (das so genannte "blind injection team") derartige Signale heimlich erzeugen.

Tatsächlich war GW150914 so laut und perfekt, dass die meisten Forscher glaubten, es handele sich um eine Routine-Injektion. Ich war von Anfang an neugierig, wie man eine solche Möglichkeit ausgeschlossen hatte und durchsuchte das Labor-Logbuch nach interessanten Einträgen.

Der Zeitpunkt des Ereignisses war sicherlich merkwürdig. Die Detektoren waren erst wenige Tage in Betrieb, und die Forscher arbeiteten fast Tag und Nacht, um die Abläufe zu überprüfen und zu verfeinern, bevor die offizielle Datenaufnahme am 18. September beginnen sollte. Am Montagmorgen, den 14. September, waren Robert Schofield und Anamaria Effler die letzten Personen in Livingstone, die ihren Arbeitsplatz verließen. Sie fuhren um 4:35 Uhr nach Hause, fünfzehn Minuten bevor die Welle GW150914 kam. In diesen Tagen war die Kollaboration besonders intensiv beschäftigt, auch mit verschiedensten Signaleinspeisungen (injections). Unmittelbar vor dem Ereignis gibt es einige interessante Einträge, die jedoch ohne technisches Spezialwissen schwer zu verstehen sind. Hier sind einige Auszüge aus dem Logbuch (das Ereignis ereignete sich um 9:50 UTC):

Die Möglichkeit einer Injektion war offensichtlich, und die offizielle Verlautbarung "Wir haben die Leute gefragt, die es hätten tun können, und sie haben nein gesagt" entsprach nicht wirklich dem, was man von den Sicherheitsstandards eines Milliardenprojektes erwarten konnte.

Presentation von Peter R. Saulson, 2016

Urlaub mit Wellen

Tatsächlich hatte es eine interne Untersuchung gegeben, über die in einem unveröffentlichten Dokument berichtet wurde, das ich von einem LIGO-Mitglied erhalten hatte. Für Mai 2016 war auf der Insel Elba ein Workshop über die neuen Entwicklungen der Gravitationswellenphysik mit den führenden Leuten der Kollaboration angekündigt. Jeffrey Kissel, der laut den Logfiles an der Injektionssoftware arbeitete, und Matthew Evans, der Autor des obigen "Rogue Injection"-Berichts, würden dort sein. Ich beschloss, hinzufahren.

Der Ort war paradiesisch, die Teilnehmer konnten ein Fünf-Sterne-Hotel mit ebenso vielen Pools und ein Konferenzdinner mit zehn Gängen genießen. Die Atmosphäre schwebte zwischen Erleichterung und Triumph. Endlich war das Feld der Gravitationswellenphysik, die für ihre jahrzehntelange Erfolglosigkeit verschrien war, zu einem angesehenen Teil der Astrophysik geworden. Die Zukunft hatte begonnen. Es war klar, dass niemand jemals von dort zurück wollte.

Konferenzort GWADW in Biodola, Isola di Elba 2016. Bild: A. Unzicker

Offiziell trat ich als der von der Entdeckung beeindruckte Wissenschaftsautor auf, der David Reitze, den Direktor des LIGO-Labors, interviewte. Eingerahmt von höflichen Fragen, wollte ich seine Reaktion vor der Kamera sehen und fragte in der Mitte des Interviews nach böswilligen Injektionen, insbesondere mit Tongeneratoren (eine Möglichkeit, die ich zuvor mit dem Ingenieur Peter Hahn diskutiert hatte). Reitze blieb ziemlich cool, obwohl eine seiner Kernaussagen, dort seien Mikrofone gewesen, die diese Möglichkeit ausschlössen, falsch war: In diesen ersten Tagen waren praktisch keine Sicherheitsmaßnahmen in Kraft.

Er benahm sich in der Folge jovial, setzte sich an den gleichen Abendessentisch und fragte mich, den "Wissenschaftsjournalisten", warum die Entdeckung weltweit für so viel Aufsehen gesorgt habe, was nicht gerade schwer zu beantworten war. Ich spürte zwar etwas schwer Fassbares in seinem Verhalten, aber ich gelangte auch zu der intuitiven Überzeugung, dass die ganz große Verschwörung, die GW150914 fabriziert hatte, hier nicht im Gange war.

Gutartige Untersuchung

Jeffrey Kissel, Elba 2016 - Matthew Evans mit Nobelpreisträger Rainer Weiss (MIT). Bild: A. Unzicker

Ich sprach auch mit Jeffrey Kissel, der jeden Tag in anderem Aufzug, aber mit farblich abgestimmten Socken, Pullover und Brille erschien. Er machte keinen Hehl daraus, dass er Mitglied des "blind injection teams" gewesen war ("Aber ich habe es nicht getan!"), schwieg aber darüber, wer sonst noch im Team war. Es war das erste Mal, dass mir dies auffiel.

Zu diesem Zeitpunkt nahm ich an, dass Matthew Evans, der Autor des Berichts, zu dem Team gehörte. Evans ist ein großer, gutaussehender Junge, der irgendwie zu der enthusiastischen Stimmung der Konferenz passte. Bestimmt ein befähigter Wissenschaftler (wie seine weitere Karriere auf diesem Gebiet auch nahelegt), aber von der Art "optimistischer junger Postdoc" und sicherlich niemand, der eine Feynman-artige Untersuchung der Geschehnisse durchführen würde.

Trotz einer Reihe von Möglichkeiten, das Signal zu fälschen, und trotz ernsthafter Probleme lautete Evans' wiederkehrende Schlussfolgerung in dem Bericht: "böswillige Injektion ausgeschlossen". Da er mir keine Kopie des Berichts geben wollte und ich nicht preisgab, dass ich ihn bereits hatte, sprachen wir auch nicht im Detail darüber.

Folie 4 des unveröffentlichten Berichts, vgl. Logbuch-Eintrag (s.o.).

Ich bin diesbezüglich bei weitem kein Experte, aber zumindest in einem Punkt ist der Bericht nur die halbe Wahrheit. Zwar waren die "inverse actuation filters" (jene Software, die den für eine realistische Ausgabe notwendigen künstlichen Input berechnet) im Detektor in Livingstone noch nicht installiert, aber interessant ist doch, dass diese Software wenige Stunden (!) vorher fertiggestellt und gerade in den baugleichen Detektor in Hanford eingespeist worden war - siehe den Logbucheintrag oben.

Ein Script hätte also wohl diese Software auch in Livingstone installieren und deinstallieren können. In dieser Hinsicht war auch David Shoemakers Aussage bei der Anhörung im US-Kongress, begleitet von einem nervösen Lacher, nicht gerade die ganze Wahrheit.

Die Frage, die mich sehr interessierte, war, wer gerade ihn, Evans, mit der Durchführung der Untersuchung beauftragt hatte, aber das Gespräch nahm einen anderen Lauf. Es war der letzte Abend, und am nächsten Morgen reiste er zusammen mit Kissel nach Pisa, um das VIRGO-Labor zu besuchen. Ich verließ Elba ebenfalls sonnengebräunt, aber ohne belastbare Fakten darüber, was am 14. September 2015 geschehen war.

Im Januar 2017 interviewte ich Barry Barish, den ehemaligen LIGO-Direktor, ohne den das Labor wahrscheinlich nie seine außerordentliche Messempfindlichkeit erreicht hätte. Neben seinen offenbar großen organisatorischen Fähigkeiten schien er mir ein Gentleman, der sich für Grundlagenwissenschaft ehrlich engagiert. Die Zweifel der Kollaboration an GW150914 müssen schwerwiegend gewesen sein, denn Barish gestand, einen "Seufzer der Erleichterung" getan zu haben, als das zweite Ereignis GW151226 registriert wurde.

Aber scheint er sich nicht gründlich mit der Datenanalyse befasst zu haben oder sich der Tatsache bewusst zu sein, dass die Template-Methode derartige Artefakte erzeugen kann. Ebenso wie Kissel, wich er meiner Frage nach weiteren Mitgliedern des "blind injection teams" aus. Doch aus welchem Grund sollte einer dieser Wissenschaftler eine Signalinjektion hinterhältig durchführen?

Empfohlener redaktioneller Inhalt

Mit Ihrer Zustimmmung wird hier eine externe Buchempfehlung (Amazon Affiliates) geladen.

Ich bin damit einverstanden, dass mir externe Inhalte angezeigt werden. Damit können personenbezogene Daten an Drittplattformen (Amazon Affiliates) übermittelt werden. Mehr dazu in unserer Datenschutzerklärung.