Painovoima-aallot ennustetaan Einsteinin 1916: n suhteellisuusteoriassa, mutta niitä on tunnetusti vaikea havaita, ja niiden tarkkailemiseen on kulunut useita vuosikymmeniä. Nyt SUGAR-nimisen supertietokoneen (Syracuse University Gravitational and Relativity Cluster) avulla analysoidaan kahden vuoden tietoja, jotka Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) on kerännyt, löytää gravitaatioaallot. Kun se on havaittu, toivotaan, että eräiden maailmankaikkeimpien törmäysten ja räjähdysten sijainti löytyy, ehkä jopa kuullen taivaan mustien reikien kaukaisen soiton ...
Painovoima-aallot kulkevat valon nopeudella ja leviävät koko kosmossa. Kuten maailmankaikkeuden kokoisen lampin pinnalla olevat aallot, ne kulkevat lähtöpisteestään ja ne tulisi havaita kulkiessaan avaruus-ajan kudoksen läpi kulkeessaan kosmisen naapurustomme kautta. Gravitaatioaaltoja synnyttävät massiiviset tähtitapahtumat, kuten supernoovat (kun jättilähetähteet loppuu polttoainetta ja räjähtää) tai Massiivisten astrofysiikan pienimuotoisten esineiden (MACHO), kuten mustien reikien tai neutronitähteiden, väliset törmäykset. Teoreettisesti niiden tulisi tuottaa mikä tahansa universumin riittävän massiivinen kappale, joka värähtelee, leviää tai törmää.
LIGO, hyvin kunnianhimoinen 365 miljoonan dollarin (Kansallisen tiedesäätiön rahoittama) MIT: n ja Caltechin yhteishanke, jonka perustivat Kip Thorne, Ronald Drever ja Rainer Weiss. Aallon kulkiessa paikallisen avaruus-ajan läpi laserin tulee vääristyä hieman, jotta interferometri voi havaita avaruus-ajan vaihtelun. Kahden vuoden kuluttua tietojen vastaanottamisesta LIGO: lta, gravitaatioaaltojen allekirjoitusten haku voi alkaa. Mutta kuinka LIGO voi havaita mustien reikien tuottamat aallot? Täältä sokeri tulee.
Syracuse-yliopiston apulaisprofessori Duncan Brown yhdessä Simulation eXtreme Spacetimes (SXS) -projektin (yhteistyössä Caltechin ja Cornell Universityn kanssa) kanssa kokoaa SUGARin tavoitteena simuloida kahta törmäävää mustaa reikää. Tämä on niin monimutkainen tilanne, että 80 tietokoneen verkko, joka sisältää 320 keskusyksikköä ja 640 gigatavua RAM-muistia, on tarpeen laskemaan törmäys ja painovoimaaaltojen luominen (vertailuna voidaan mainita, että kirjoittamasi kannettavassa tietokoneessa on yksi CPU kahdella Gigatavua RAM-muistia…). Brownilla on myös 96 teratavua kiintolevytilaa, johon LIGO-tietoja voidaan tallentaa. SUGAR analysoi. Tämä on massiivinen resurssi SXS-ryhmälle, mutta sitä tarvitaan Einsteinin relatiivisuusyhtälöiden laskemiseen.
“Painovoimaaaltojen etsiminen on kuin maailmankaikkeuden kuunteleminen. Erilaiset tapahtumat tuottavat erilaisia aaltokuvioita. Haluamme yrittää purkaa aaltokuvion - erityisen äänen -, joka vastaa malliamme kaikesta LIGO-datan melusta.” - Duncan Brown
Yhdistämällä LIGO: n havainnointikyky ja SUGAR: n laskentateho (luonteenomainen mustien aukkojen painovoima-aaltojen allekirjoitus), voidaan löytää suorat todisteet painovoima-aalloista; tekemällä ensimmäisen suoraan mustien aukkojen havainnointi mahdollista “kuuntelemalla” niiden tuottamaa painovoima-aaltoa.
Lähde: Science Daily
