Fale grawitacyjne są przewidywane zgodnie z ogólną teorią względności Einsteina z 1916 r., Ale są niezwykle trudne do wykrycia, a ich obserwacja zajęła wiele dziesięcioleci. Teraz, za pomocą superkomputera o nazwie SUGAR (Syracuse University Gravitational and Relativity Cluster), dwa lata danych zebranych przez Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) zostaną przeanalizowane w celu znalezienia fal grawitacyjnych. Po wykryciu można mieć nadzieję, że zlokalizowane zostaną niektóre z najpotężniejszych zderzeń i eksplozji wszechświatów, być może nawet słyszące odległe dzwonienie niebieskich dziur…
Fale grawitacyjne poruszają się z prędkością światła i rozprzestrzeniają się w kosmosie. Niczym zmarszczki na powierzchni stawu wielkości wszechświata, oddalają się od punktu początkowego i powinny zostać wykryte, gdy przemierzają tkankę czasoprzestrzeni, przechodząc przez nasze kosmiczne sąsiedztwo. Fale grawitacyjne są generowane przez masywne zdarzenia gwiezdne, takie jak supernowe (kiedy gigantyczne gwiazdy kończą się paliwem i wybuchają) lub zderzenia między masywnymi astrofizycznymi kompaktowymi obiektami halo (MACHO), takimi jak czarne dziury lub gwiazdy neutronowe. Teoretycznie powinny być generowane przez dowolne wystarczająco masywne ciało we Wszechświecie oscylujące, propagujące się lub zderzające.
LIGO, bardzo ambitny wspólny projekt MIT i Caltech (finansowany przez National Science Foundation) o wartości 365 milionów dolarów, założony przez Kipa Thorne'a, Ronalda Drevera i Rainera Weissa, rozpoczął gromadzenie danych w 2005 roku. LIGOÂ wykorzystuje interferometr laserowy do wykrywania przechodzenia fal grawitacyjnych. Gdy fala przechodzi przez lokalną czasoprzestrzeń, laser powinien być lekko zniekształcony, umożliwiając interferometrowi wykrycie fluktuacji czasoprzestrzennej. Po dwóch latach pobierania danych z LIGO można rozpocząć wyszukiwanie sygnatur fal grawitacyjnych. Ale w jaki sposób LIGO może wykryć fale generowane przez czarne dziury? Tu właśnie wchodzi SUGAR.
Asystent profesora Uniwersytetu Syracuse, Duncan Brown, wraz z kolegami z projektu Symulowanie eXtreme Spacetimes (SXS) (współpraca z Caltech i Uniwersytetem Cornell), gromadzi SUGAR w celu symulacji zderzenia dwóch czarnych dziur. Jest to tak złożona sytuacja, że sieć 80 komputerów, zawierająca 320 procesorów z 640 gigabajtami pamięci RAM, jest wymagana do obliczenia kolizji i wytworzenia fal grawitacyjnych (dla porównania, laptop, na którym piszę, ma jeden procesor z dwoma Gigabajty pamięci RAM…). Brown ma również 96 terabajtów miejsca na dysku twardym, na których można przechowywać dane LIGO, które analizuje SUGAR. Będzie to ogromny zasób dla zespołu SXS, ale będzie potrzebny do obliczenia równań względności Einsteina.
“Szukanie fal grawitacyjnych jest jak słuchanie wszechświata. Różne rodzaje zdarzeń wytwarzają różne wzory fal. Chcemy spróbować wyodrębnić wzór fali - specjalny dźwięk - który pasuje do naszego modelu z całego szumu w danych LIGO. ” - Duncan Brown
Łącząc zdolności obserwacyjne LIGO i moc obliczeniową SUGAR (charakteryzującą charakterystykę fal grawitacyjnych z czarnej dziury), można znaleźć bezpośrednie dowody fal grawitacyjnych; robić pierwszy bezpośredni obserwacje czarnych dziur możliwe poprzez „słuchanie” wytwarzanych przez nie fal grawitacyjnych.
Źródło: Science Daily
