تنبأت نظرية النسبية العامة لأينشتاين عام 1916 بموجات الجاذبية ، لكن من الصعب اكتشافها ، وقد استغرق الأمر عدة عقود حتى تقترب من مراقبتها. الآن ، بمساعدة حاسوب خارق يدعى SUGAR (مجموعة الجاذبية والنسبية في جامعة سيراكيوز) ، سيتم تحليل عامين من البيانات التي تم جمعها بواسطة مرصد موجات التداخل بالليزر للجاذبية (LIGO) للعثور على موجات الجاذبية. بمجرد اكتشافه ، يؤمل أن يتم العثور على موقع بعض أقوى التصادمات والانفجارات في الكون ، وربما حتى سماع الرنين البعيد للثقوب السوداء السماوية ...
تسافر موجات الجاذبية بسرعة الضوء وتنتشر في جميع أنحاء الكون. مثل التموجات على سطح بركة بحجم الكون ، فإنها تسافر بعيدًا عن نقطة أصلها ويجب اكتشافها أثناء مرورها عبر نسيج الزمكان ، مروراً بجوارنا الكوني. يتم إنشاء موجات الجاذبية من خلال الأحداث النجمية الضخمة مثل المستعرات الأعظمية (عندما تنفد النجوم العملاقة من الوقود وتنفجر) أو الاصطدامات بين الأجسام الهالة المدمجة الفيزيائية الفلكية الهائلة (MACHOs) مثل الثقوب السوداء أو النجوم النيوترونية. من الناحية النظرية ، يجب أن يتم إنشاؤها بواسطة أي جسم ضخم بما فيه الكفاية في الكون يتأرجح أو ينتشر أو يتصادم.
بدأ مشروع LIGO الطموح للغاية الذي تبلغ تكلفته 365 مليون دولار (بتمويل من مؤسسة العلوم الوطنية) بين معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وشركة Caltech التي أسسها Kip Thorne و Ronald Drever و Rainer Weiss ، أخذ البياناتÂ في عام 2005. يستخدم LIGOÂ مقياس تداخل الليزر لاكتشاف مرور موجات الجاذبية. عندما تمر الموجة عبر الزمكان المحلي ، يجب أن يكون الليزر مشوهًا قليلاً ، مما يسمح لمقياس التداخل باكتشاف تقلب الزمكان. بعد عامين من أخذ البيانات من LIGO ، يمكن أن يبدأ البحث عن تواقيع موجات الجاذبية. ولكن كيف يمكن لـ LIGO اكتشاف الموجات الناتجة عن الثقوب السوداء؟ هذا هو المكان الذي يأتي فيه السكر.
يقوم الأستاذ المساعد بجامعة سيراكيوز دنكان براون ، مع زملائه في مشروع Simulation eXtreme Spacetimes (SXS) (بالتعاون مع Caltech وجامعة كورنيل) ، بتجميع السكر في محاولة لمحاكاة اصطدام ثقوب سوداء. هذه حالة معقدة لدرجة أن شبكة من 80 جهاز كمبيوتر ، تحتوي على 320 وحدة معالجة مركزية مع 640 غيغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي مطلوبة لحساب التصادم وإنشاء موجات الجاذبية (على سبيل المقارنة ، يحتوي الكمبيوتر المحمول الذي أكتب عليه على وحدة معالجة مركزية واحدة مع اثنين غيغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي ...). يحتوي Brown أيضًا على 96 تيرابايت من مساحة القرص الثابت لتخزين بيانات LIGO التي سيتم تحليلها من السكر. سيكون هذا موردًا ضخمًا لفريق SXS ، ولكن ستكون هناك حاجة لحساب معادلات النسبية لأينشتاين.
“البحث عن موجات الجاذبية يشبه الاستماع إلى الكون. تنتج أنواع مختلفة من الأحداث أنماط موجية مختلفة. نريد أن نحاول استخراج نمط الموجة - صوت خاص - يتطابق مع نموذجنا من جميع الضوضاء في بيانات LIGO. " - دنكان براون
من خلال الجمع بين قدرات المراقبة ليجو والقوة الحوسبية للسكر (التي تميز توقيع موجات الجاذبية للثقب الأسود) ، ربما يمكن العثور على دليل مباشر على موجات الجاذبية ؛ يصنع الأول مباشرة يمكن ملاحظة الثقوب السوداء من خلال "الاستماع" إلى موجات الجاذبية التي تنتجها.
المصدر: Science Daily
