Gravitācijas viļņus prognozē Einšteina 1916. gada vispārīgā relativitātes teorija, taču tos ir ļoti grūti noteikt, un, lai tos novērotu, ir vajadzīgas daudzas desmitgades. Tagad, izmantojot superdatoru ar nosaukumu SUGAR (Sirakūzu universitātes gravitācijas un relativitātes klasteris), divu gadu dati tiks analizēti, izmantojot lāzera interferometra gravitācijas-viļņu observatoriju (LIGO), lai atrastu gravitācijas viļņus. Pēc atklāšanas ir cerība, ka tiks atrasta dažu visuma spēcīgāko sadursmju un eksploziju vieta, iespējams, pat dzirdot debess melno caurumu tālo zvana ...
Gravitācijas viļņi pārvietojas ar gaismas ātrumu un izplatās visā kosmosā. Līdzīgi kā rīboņi uz Visuma izmēra dīķa virsmas, tie virzās prom no sava izcelsmes punkta un būtu jāidentificē, šķērsojot telpas-telpas audumu, ejot cauri mūsu kosmiskajai apkārtnei. Gravitācijas viļņus ģenerē masīvi zvaigžņu notikumi, piemēram, supernovas (kad milzu zvaigznēm beidzas degviela un eksplodē) vai sadursmes starp masīviem astrofiziskiem kompaktajiem halo objektiem (MACHO), piemēram, melnie caurumi vai neitronu zvaigznes. Teorētiski tos vajadzētu radīt jebkuram pietiekami masīvam ķermenim, kas svārstās, izplatās vai saduras.
LIGO, ļoti ambiciozs 365 miljonu dolāru (Nacionālā zinātnes fonda finansēts) kopīgais projekts starp MIT un Caltech, kuru dibināja Kip Thorne, Ronald Drever un Rainer Weiss, sāka datu vākšanu 2005. gadā. LIGOÂ izmanto lāzera interferometru, lai noteiktu gravitācijas viļņu pāreju. Kad vilnis iet caur lokālo telpas laiku, lāzers ir nedaudz jāizkropļo, ļaujot interferometram noteikt telpas un laika svārstības. Pēc divu gadu datu iegūšanas no LIGO var sākties gravitācijas viļņu parakstu meklēšana. Bet kā LIGO var noteikt viļņus, ko rada melnie caurumi? Šajā vietā ienāk cukurs.
Sirakūzu universitātes docents Duncan Brown kopā ar kolēģiem projektā Simulator eXtreme Spacetimes (SXS) (sadarbībā ar Kaltehas un Kornela universitāti) montē SUGAR ar mērķi simulēt divu melno caurumu sadursmi. Šī ir tik sarežģīta situācija, ka sadursmes un gravitācijas viļņu radīšanas aprēķināšanai ir nepieciešams 80 datoru tīkls, kurā ir 320 CPU ar 640 gigabaitu operatīvo atmiņu (salīdzinājumam, klēpjdatoram, uz kura es rakstu, ir viens centrālais procesors un divi Gigabaiti operatīvās atmiņas…). Braunam ir arī 96 terabaitu vietas cietajā diskā, kurā glabāt LIGO datus. SUGAR analizēs. Tas būs milzīgs resurss SXS komandai, taču tas būs nepieciešams, lai aprēķinātu Einšteina relativitātes vienādojumus.
“Gravitācijas viļņu meklēšana ir kā Visuma klausīšanās. Dažāda veida notikumi rada atšķirīgus viļņu modeļus. Mēs vēlamies mēģināt iegūt viļņu modeli - īpašu skaņu -, kas atbilst mūsu modelim no visiem LIGO datu radītajiem trokšņiem. ” - Dancans Brauns
Apvienojot LIGO novērošanas iespējas un SUGAR skaitļošanas jaudu (raksturojot melnā cauruma gravitācijas viļņu parakstu), iespējams, var atrast tiešus gravitācijas viļņu pierādījumus; padarot pirmo tieša iespējamo melno caurumu novērojumi, “klausoties” to radītajos gravitācijas viļņos.
Avots: Science Daily
