A gravitációs hullámokat Einstein 1916-os általános relativitáselmélete előrejelzi, ám ezeket közismert nehéz észlelni, és sok évtizedbe telt, hogy megfigyeljék őket. Most, egy SUGAR nevű szuperszámítógép (Syracuse University Gravitációs és Relativitási Klaszter) segítségével kétéves adatokat analizálnak a Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) által gyűjtött adatokkal a gravitációs hullámok meghatározására. A felismerés után reméljük, hogy a legeredményesebb világegyetemek ütközésének és robbanásának a helyét megtalálják, talán akár az égi fekete lyukak távoli csengetését is meghallják…
A gravitációs hullámok a fény sebességével haladnak és terjednek az egész kozmoszban. Mint a hullámok az univerzum méretű tó felületén, elmozdulnak a kiindulási ponttól, és észlelhetők, amikor áthaladnak a tér-idő szövetén, áthaladva a kozmikus szomszédságunkon. A gravitációs hullámokat olyan hatalmas csillag események generálják, mint a szupernóvák (amikor az óriási csillagok elfogynak az üzemanyag és felrobbannak), vagy a Masszív Asztrofizikai Kompakt Halo Tárgyak (MACHO), például fekete lyukak vagy neutroncsillagok ütközése. Elméletileg azokat az univerzum bármely elég masszív testjével kell generálni, amely oszcillál, terjed vagy ütközik.
A LIGO, egy nagyon ambiciózus 365 millió dolláros (Nemzeti Tudományos Alapítvány által finanszírozott) közös projekt az MIT és a Caltech között, amelyet Kip Thorne, Ronald Drever és Rainer Weiss alapított, Â 2005-ben kezdte meg az adatok felvételét. A LIGO lézerinterferométert használ a gravitációs hullámok áthaladásának észlelésére. Ahogy a hullám áthalad a helyi téridőn, a lézert kissé el kell torzítani, hogy az interferométer észlelhesse a tér-idő ingadozását. Két év után, amikor adatokat vettünk a LIGO-tól, megkezdődhet a gravitációs hullám aláírásainak keresése. De hogyan tudja felismerni a LIGO a fekete lyukak által generált hullámokat? Itt jön a SUGAR.
A Syracuse Egyetemen dolgozó professzor, Duncan Brown, a Szimuláló eXtreme Spacetimes (SXS) projekt kollégáival (a Caltech és a Cornell University együttműködésével), összeállítja a SUGAR-ot azzal a céllal, hogy két fekete lyuk ütközését szimulálja. Ez olyan bonyolult helyzet, hogy az ütközések és a gravitációs hullámok létrehozásának kiszámításához 80 számítógépes hálózatra van szükség, amely 320 CPU-t tartalmaz 640 gigabájt RAM-mal (összehasonlításként: a hordozható laptopnak egy CPU van kettővel) Gigabájt RAM ...). A Brownnak szintén 96 terabájtnyi merevlemeze van a LIGO adatok tárolására. A SUGAR elemzi. Ez hatalmas erőforrás lesz az SXS csapat számára, de ehhez ki kell számítani Einstein relativitási egyenleteit.
“A gravitációs hullámok keresése olyan, mintha hallgatnánk az univerzumot. A különféle események eltérő hullámmintákat eredményeznek. Meg akarjuk próbálni kinyerni egy olyan hullámmintázatot - egy speciális hangot, amely megfelel a modellünknek a LIGO-adatok összes zajától.” - Duncan Brown
A LIGO megfigyelési képességeinek és a SUGAR számítási teljesítményének (a fekete lyuk gravitációs hullámok aláírását jellemzõ) kombinálásával talán közvetlen bizonyítékok találhatók a gravitációs hullámokra; az első közvetlen a fekete lyukak megfigyelése lehetséges az általuk generált gravitációs hullámok „meghallgatásával”.
Forrás: Science Daily
