Computerklynge vil beregne gravitationsbølger hurtigere end institutternes tidligere supercomputer

Den nye supercomputer "Minerva" er blevet taget i brug på Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute, AEI). Med 9, 504 beregningskerner, 38 TeraByte -hukommelse og en maksimal ydelse på 302,4 TeraFlop/s er mere end seks gange så kraftfuld som forgængeren. Forskerne ved afdelingen "Astrofysisk og kosmologisk relativitet" kan nu beregne betydeligt flere gravitationsbølgeformer og også udføre mere komplekse simuleringer.

Først og fremmest, den nye computerklynge - opkaldt efter den romerske visdoms gudinde - bruges til beregning af gravitationsbølgeformer. Disse krusninger i rumtiden - målt for første gang direkte i september 2015 - stammer fra, når massive genstande som sorte huller og neutronstjerner smelter sammen. At opnå de nøjagtige former for de udsendte gravitationsbølger kræver numerisk løsning af Einsteins komplicerede, ikke-lineære feltligninger på supercomputere som Minerva. AEI har været i spidsen for dette område i mange år, og dets forskere har ydet vigtige bidrag til handelens softwareværktøjer.

Sporing af svage signaler i detektorernes baggrundsstøj og udledning af oplysninger om deres astrofysiske og kosmologiske egenskaber kræver beregning af sammenlægninger af mange forskellige binære systemer, såsom binære sorte huller eller par af en neutronstjerne og et sort hul, med forskellige kombinationer af masseforhold og individuelle spins.

"Sådanne beregninger har brug for meget computerkraft og er meget tidskrævende. Simuleringen af ​​den første gravitationsbølge målt af LIGO varede tre uger-på vores tidligere supercomputer Datura, "siger AEI -direktør professor Alessandra Buonanno." Minerva er betydeligt hurtigere, og så kan vi nu reagere endnu hurtigere på nye detektioner og kan beregne flere signaler. "

Klar til gravitationsbølgedetektorernes andet videnskabelige løb

Gravitationsbølgedetektorerne Advanced LIGO i USA (aLIGO) og GEO600 i Ruthe nær Hannover startede deres andet observationsløb ("O2") den 30. november 2016. aLIGO er nu mere følsom end nogensinde før:Detektorerne vil kunne registrere signaler fra omkring 20% ​​længere væk i forhold til O1, hvilket øger begivenhedsraten med mere end 70%.

Forskere i divisionen Astrofysisk og kosmologisk relativitet ved AEI har forbedret aLIGO-detektorers muligheder for at observere og estimere parametre for gravitationsbølgekilder foran O2. Til søgning efter binære sorte hulfusioner, de har forfinet deres bølgeformsmodeller ved hjælp af en synergi mellem numeriske og analytiske løsninger af Einsteins ligninger for generel relativitet. De kalibrerede omtrentlige analytiske løsninger (som kan beregnes næsten øjeblikkeligt) med præcise numeriske løsninger (som tager meget lang tid, selv på kraftfulde computere).

Dette gør det muligt for AEI -forskerne at bruge den tilgængelige computerkraft mere effektivt og til at søge hurtigere og opdage flere potentielle signaler fra sammenlægning af sorte huller i O2, og for at bestemme arten af ​​deres kilder. AEI -forskere har også udarbejdet simuleringer af fusion af neutronstjerner og bosonstjernebinærer. Disse kan observeres samtidigt i elektromagnetisk og tyngdekraftsstråling, og kan levere nye præcise test af Einsteins teori om generel relativitetsteori.