DIY gravitationsbølger med BlackHoles@Home

Forskere, der håber på bedre at kunne fortolke data fra påvisningen af ​​gravitationsbølger genereret af kollisionen af ​​binære sorte huller, henvender sig til offentligheden for at få hjælp.

West Virginia University assisterende professor Zachariah Etienne leder, hvad der snart vil blive en global frivillig computerindsats. Offentligheden vil blive inviteret til at låne deres egne computere for at hjælpe det videnskabelige samfund med at låse op for hemmeligheder indeholdt i gravitationsbølger observeret, når sorte huller smadre sammen.

LIGOs første påvisning af gravitationsbølger fra kolliderende sorte huller i 2015 åbnede et nyt vindue på universet, gør det muligt for forskere at observere kosmiske begivenheder, der spænder over milliarder af år og bedre forstå universets sammensætning. For mange videnskabsmænd, opdagelsen gav også næring til en udvidelse af bestræbelserne på mere grundigt at teste teorierne, der hjælper med at forklare, hvordan universet fungerer - med et særligt fokus på at udlede så meget information som muligt om de sorte huller før deres kollision.

Først forudsagt af Albert Einstein i 1916, gravitationsbølger er krusninger eller forstyrrelser i rum-tid, der koder for vigtig information om skiftende gravitationsfelter.

Siden opdagelsen i 2015, LIGO og Jomfruen har detekteret gravitationsbølger fra otte yderligere sorte hul-kollisioner. Denne måned, LIGO og Jomfruen begyndte nye observationsløb med hidtil uset følsomhed.

"Efterhånden som vores gravitationsbølgedetektorer bliver mere følsomme, Vi bliver nødt til i høj grad at udvide vores indsats for at forstå al ​​den information, der er kodet i gravitationsbølger fra kolliderende binære sorte huller, " sagde Etienne. "Vi henvender os til den brede offentlighed for at hjælpe med disse bestræbelser, som involverer at generere et hidtil uset antal selvkonsistente simuleringer af disse ekstremt energiske kollisioner. Dette vil virkelig være en inklusiv indsats, og vi håber især at kunne inspirere den næste generation af forskere inden for dette voksende felt af gravitationsbølgeastrofysik."

Hans team - og det videnskabelige samfund generelt - har brug for computerkapacitet til at køre de simuleringer, der kræves for at dække alle muligheder relateret til egenskaberne og anden information indeholdt i gravitationsbølger.

"Hver stationær computer vil være i stand til at udføre en enkelt simulering af kolliderende sorte huller, " sagde Etienne. Ved at søge offentlig involvering gennem brug af et stort antal personlige stationære computere, Etienne og andre håber på dramatisk at øge gennemløbet af de teoretiske gravitationsbølgeforudsigelser, der er nødvendige for at udtrække information fra observationer af kollisionerne.

Sorte huller er kendt for at indeholde to fysiske størrelser:spin og masse. Spin, for eksempel, kan derefter nedbrydes yderligere i retning og hastighed. Etiennes kolleger, derfor, undersøger i alt otte parametre, når LIGO eller Jomfruen detekterer bølger fra en kollision af to sorte huller.

"Simuleringerne vi skal udføre, med offentlighedens hjælp, er designet til at udfylde store huller i vores viden om gravitationsbølger fra disse kollisioner ved at dække så mange muligheder som muligt for disse otte parametre. De nuværende sorte huls simuleringskataloger er alt for små til korrekt at dække dette brede rum af muligheder, " sagde Etienne.

"Dette arbejde sigter mod at levere en kritisk service til det videnskabelige samfund:et hidtil uset stort katalog af selvkonsistente teoretiske forudsigelser for, hvilke gravitationsbølger der kan observeres fra sorte hul-kollisioner. Disse forudsigelser antager, at Einsteins teori om tyngdekraft, generel relativitetsteori, er korrekt, og vil derfor give dybere indsigt i denne smukke og komplekse teori. Bare for at give dig en idé om dens betydning - hvis virkningerne af Einsteins relativitetsteori ikke blev taget i betragtning, GPS-systemer ville være slukket med kilometer om dagen, bare for at nævne et eksempel."

Etienne og hans team bygger et websted med software, der kan downloades, baseret på den samme Berkeley Open Infrastructure for Network Computing, eller BOINC, system brugt til SETI@Home-projektet og andre videnskabelige applikationer. Det gratis middleware-system er designet til at hjælpe med at udnytte processorkraften fra tusindvis af personlige computere over hele kloden. West Virginia-teamet har navngivet deres projekt BlackHoles@Home og forventer at have det op at køre senere i år.

De har allerede etableret en hjemmeside, hvor offentligheden kan begynde at lære mere om indsatsen:https://math.wvu.edu/~zetienne/SENR/.