Pirmasis gravitacinių bangų aptikimas (įvyko 2015 m. Rugsėjį) sukėlė astronomijos revoliuciją. Šis įvykis ne tik patvirtino teoriją, kurią prieš šimtmetį pranašavo Einšteino bendrojo reliatyvumo teorija, bet ir įvedė naują erą, kuriame buvo galima ištirti tolimų juodųjų skylių, supernovų ir neutroninių žvaigždžių susiliejimus, tiriant iš jų kylančias bangas.
Be to, mokslininkai teoretikavo, kad juodųjų skylių susijungimai iš tikrųjų gali būti daug dažnesni, nei manyta anksčiau. Remiantis nauju Monasho universiteto tyrėjų poros atliktu tyrimu, šie susijungimai vyksta kartą per kelias minutes. Klausydami foninio Visatos triukšmo, jie teigia, galėjome rasti įrodymų apie tūkstančius anksčiau nepastebėtų įvykių.
Neseniai žurnale pasirodė jų tyrimas pavadinimu „Optimali astrofizinių gravitacinių bangų fono paieška“. Fizinė apžvalga X. Tyrimą atliko atitinkamai Rory'as Smithas ir Ericas Thrane'as, atitinkamai Monasho universiteto vyresnysis dėstytojas ir mokslo darbuotojas. Abu tyrėjai taip pat yra ARC Gravitacinių bangų atradimo kompetencijos centro (OzGrav) nariai.
Kaip jie teigia savo tyrime, kas 2–10 minučių kažkur Visatoje susilieja poros žvaigždžių masės juodųjų skylių. Nedidelė jų dalis yra pakankamai didelė, kad atsirandantį gravitacinių bangų įvykį būtų galima aptikti pažangiais instrumentais, tokiais kaip Lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorija ir Mergelių observatorija. Tačiau visa kita lemia tam tikras stochastinis foninis triukšmas.
Išmatuodami šį triukšmą, mokslininkai gali ištirti daug daugiau įvykių ir sužinoti daug daugiau apie gravitacines bangas. Kaip dr. Thrane paaiškino Monash universiteto pranešime spaudai:
„Išmatuodami gravitacinių bangų foną, galėsime ištirti juodųjų skylių populiacijas dideliais atstumais. Kažkada ši technika leis mums pamatyti gravitacines bangas iš Didžiojo sprogimo, paslėptas už juodųjų skylių ir neutroninių žvaigždžių gravitacinių bangų. “
Drsas Smithas ir Thrane'as nėra mėgėjai, kai reikia studijuoti gravitacines bangas. Praėjusiais metais jie abu dalyvavo dideliame proveržyje, kur LIGO mokslinio bendradarbiavimo (LSC) ir „Virgo Collaboration“ tyrėjai išmatavo gravitacines bangas iš susiliejančių neutroninių žvaigždžių poros. Tai buvo pirmas kartas, kai tiek gravitacinėse bangose, tiek matomoje šviesoje buvo pastebėtas neutroninių žvaigždžių susijungimas (dar žinomas kaip kilonova).
Pora taip pat buvo „Advanced LIGO“ komandos dalis, kuri 2015 m. Rugsėjo mėn. Pirmą kartą aptiko gravitacines bangas. Iki šiol LIGO ir „Virgo Collaborations“ patvirtino šešis patvirtintus gravitacinių bangų įvykius. Tačiau, pasak D. Thrane'o ir Smitho, kasmet gali įvykti net 100 000 įvykių, kurių šie detektoriai tiesiog neturi.
Šios bangos yra tai, kas susilieja sukuriant gravitacinių bangų foną; ir nors atskiri įvykiai yra per daug subtilūs, kad būtų galima juos aptikti, tyrėjai metų metus bandė sukurti bendrojo triukšmo nustatymo metodą. Remdamasis silpnų juodųjų skylių signalų ir žinomų įvykių duomenų masės kompiuterinių modeliavimo deriniu, p. Thrane'as ir Smith'as tvirtina, kad būtent taip ir padarė.
Iš to poros sugebėjo modeliuojamuose duomenyse generuoti signalą, kuris, jų manymu, yra silpno juodųjų skylių susijungimo įrodymas. Žvelgiant į ateitį, D. Thrane'as ir Smith’as tikisi pritaikyti savo naująjį metodą tikriesiems duomenims ir, optimistiškai nusiteikę, duos rezultatų. Tyrėjai taip pat turės prieigą prie naujojo „OzSTAR“ superkompiuterio, kuris praėjusį mėnesį buvo įdiegtas Svinburno technologijos universitete, kad mokslininkams būtų lengviau ieškoti gravitacinių bangų LIGO duomenyse.
Šis kompiuteris skiriasi nuo tų, kuriuos naudoja LIGO bendruomenė, kuriai priklauso superkompiuteriai „CalTech“ ir MIT. Užuot pasikliavęs labiau tradiciniais centriniais procesoriais (CPU), „OzGrav“ naudoja grafinius procesorių blokus, kurie kai kurioms programoms gali būti šimtus kartų greitesni. Pasak profesoriaus Matthew Baileso, „OzGRav“ superkompiuterio direktoriaus:
„Jis yra 125 000 kartų galingesnis už pirmąjį superkompiuterį, kurį pastačiau 1998 m. Įstaigoje ... Pasinaudodamas GPU galia,„ OzStar “gali padaryti didelių atradimų gravitacinių bangų astronomijoje.“
Gravitacinių bangų tyrimas ypač sužavėjo, kaip jis taip greitai progresuoja. Nuo pradinio aptikimo 2015 m., „Advanced LIGO“ ir „Virgo“ mokslininkai patvirtino šešis skirtingus įvykius ir tikisi aptikti dar daugiau. Be to, astrofizikai net sugalvoja gravitacinių bangų panaudojimo būdus, kad sužinotų daugiau apie juos sukeliančius astronominius reiškinius.
Visa tai tapo įmanoma patobulinus prietaisus ir sustiprėjus observatorijų bendradarbiavimui. Taikydami sudėtingesnius metodus, skirtus perduoti archyvinius duomenis papildomiems signalams ir foniniam triukšmui, mes norime sužinoti daugiau apie šią paslaptingą kosminę jėgą.
