Diepe ruimte is niet zo stil als ons is doen geloven. Om de paar minuten botsen er een paar zwarte gaten tegen elkaar. Deze rampen veroorzaken rimpelingen in het weefsel van de ruimtetijd die bekend staan ​​als zwaartekrachtsgolven. Nu hebben wetenschappers van Monash University een manier ontwikkeld om naar deze gebeurtenissen te luisteren. De zwaartekrachtsgolven van het samensmelten van zwarte gaten drukken een kenmerkend gierend geluid af in de gegevens die zijn verzameld door zwaartekrachtgolfdetectoren. De nieuwe techniek zal naar verwachting de aanwezigheid van duizenden voorheen verborgen zwarte gaten onthullen door hun zwakke kreten uit een zee van ruis te plagen.

Vorig jaar, in een van de grootste astronomische ontdekkingen van de 21e eeuw, Onderzoekers van LIGO Scientific Collaboration (LSC) en Virgo Collaboration hebben zwaartekrachtsgolven gemeten van een paar samensmeltende neutronensterren.

Drs. Eric Thrane en Rory Smith, van het ARC Center of Excellence voor Gravitational Wave Discovery (OzGrav) en Monash University, maakten deel uit van het team dat betrokken was bij de ontdekking van vorig jaar en maakten ook deel uit van het team dat betrokken was bij de detectie van de eerste ontdekking van zwaartekrachtgolven in 2015, toen voor het eerst rimpelingen in het weefsel van de ruimtetijd werden waargenomen, veroorzaakt door de botsing van twee zwarte gaten in het verre heelal, bevestiging van de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein uit 1915.

Daten, er zijn zes bevestigd, of verguld, zwaartekrachtgolfgebeurtenissen aangekondigd door de LIGO en Virgo Collaborations. Er zijn echter, volgens Dr Thrane, meer dan 100, 000 zwaartekrachtgolfgebeurtenissen per jaar te zwak voor LIGO en Virgo om ondubbelzinnig te detecteren. De zwaartekrachtgolven van deze fusies vormen samen een zwaartekrachtgolfachtergrond. Hoewel de individuele gebeurtenissen die hieraan bijdragen niet afzonderlijk kunnen worden opgelost, onderzoekers hebben jarenlang geprobeerd om dit stille gezoem van zwaartekrachtgolven te detecteren.

In een baanbrekend artikel in het Amerikaanse tijdschrift, Fysieke beoordeling X , hebben de twee onderzoekers een nieuwe, gevoeligere manier om naar de achtergrond van de zwaartekrachtgolf te zoeken.

"Door de achtergrond van de zwaartekrachtgolven te meten, kunnen we populaties van zwarte gaten op grote afstanden bestuderen. de techniek kan ons in staat stellen om zwaartekrachtsgolven van de oerknal te zien, verborgen achter zwaartekrachtsgolven van zwarte gaten en neutronensterren, ' zei dokter Thrane.

De onderzoekers ontwikkelden computersimulaties van zwakke signalen van zwarte gaten, het verzamelen van massa's gegevens totdat ze ervan overtuigd waren dat - binnen de gesimuleerde gegevens - vaag was, maar ondubbelzinnig bewijs van samensmelting van zwarte gaten. Dr. Smith is optimistisch dat de methode een detectie zal opleveren wanneer toegepast op echte gegevens. Volgens dokter Smit, recente verbeteringen in data-analyse zullen de detectie mogelijk maken van 'waar mensen tientallen jaren naar hebben gezocht'. De nieuwe methode is naar schatting duizend keer gevoeliger, die het lang gezochte doel binnen bereik moet brengen.

Belangrijk is dat de onderzoekers toegang krijgen tot een nieuwe supercomputer van $ 4 miljoen, vorige maand (maart) gelanceerd aan de Swinburne University of Technology. De computer, genaamd OzSTAR, zal door wetenschappers worden gebruikt om zwaartekrachtsgolven te zoeken in LIGO-gegevens.

Volgens OzGRAv-directeur, Professor Matthew Bailes, de supercomputer zal de onderzoekers van OzGrav in staat stellen dit soort baanbrekende ontdekkingen te doen.

"Het is 125, 000 keer krachtiger dan de eerste supercomputer die ik in 1998 in de instelling bouwde."

De OzStar-computer verschilt van de meeste van de meer dan 13, 000 computers die worden gebruikt door de LIGO-gemeenschap, volgens dokter Smit, inclusief die van CalTech en MIT. OzStar maakt gebruik van grafische processoreenheden (GPU's), in plaats van meer traditionele centrale verwerkingseenheden (CPU's). Voor sommige toepassingen is GPU's zijn honderden keren sneller. "Door gebruik te maken van de kracht van GPU's, OzStar heeft het potentieel om grote ontdekkingen te doen in de astronomie van zwaartekrachtgolven, ' zei dokter Smit.