Gravitatsioonilisi laineid ennustab Einsteini 1916. aasta üldine relatiivsusteooria, kuid neid on eriti raske tuvastada ja nende vaatlemiseks on vaja läheneda mitu aastakümmet. Nüüd analüüsitakse SUGARi (Syracuse University Gravitational and Relativity Cluster) nime kandva superarvuti abil gravitatsiooniliste lainete leidmiseks kahe aasta andmeid, mille on kogunud laserinterferomeetri gravitatsiooniliste lainete vaatluskeskus (LIGO). Kui see on avastatud, loodetakse leida mõne universumi kõige võimsama kokkupõrke ja plahvatuse asukoht, ehk isegi kuuldes taevaste mustade aukude kaugest helisemist ...
Gravitatsioonilained liiguvad valguse kiirusel ja levivad kogu kosmoses. Nagu universumi suuruse tiigi pinnal olevad kortsud, liiguvad nad lähtepunktist eemale ja neid tuleks tuvastada, kui nad läbi ruumi-aja kanga liiguvad, läbides meie kosmilise naabruskonna. Gravitatsioonilisi laineid tekitavad massiivsed tähesündmused, näiteks supernoovad (kui hiiglaslikel tähtedel kütus otsa saab ja plahvatab) või kokkupõrked massiivsete astrofüüsiliste kompaktsete haloobjektide (MACHO) vahel, nagu mustad augud või neutrontähed. Teoreetiliselt peaks need genereerima kõik universumi piisavalt massiivsed kehad, võnkuvad, levivad või põrkuvad.
Kipi Thorne, Ronald Dreveri ja Rainer Weissi asutatud MITi ja Caltechi vaheline väga ambitsioonikas 365 miljoni dollari (riikliku teaduse fondi rahastatud) ühisprojekt LIGO asus andmete kogumist 2005. aastal. LIGO kasutab gravitatsioonilainete läbimise tuvastamiseks laserinterferomeetrit. Kui laine läbib kohalikku ruumiaega, peaks laser olema pisut moonutatud, võimaldades interferomeetril tuvastada ruumi-aja kõikumist. Pärast kaks aastat LIGO-lt andmete kogumist võib alustada gravitatsioonilise laine signatuuride otsimist. Kuid kuidas saab LIGO tuvastada mustade aukude tekitatavaid laineid? Siit tuleb SUGAR.
Syracuse ülikooli abiprofessor Duncan Brown koos kolleegidega projekti SimX eXtreme Spacetimes (SXS) (koostöös Caltechi ja Cornelli ülikooliga) monteerib SUGARi eesmärgiga simuleerida kahte põrkavat musta auku. See on nii keeruline olukord, et kokkupõrke ja gravitatsiooniliste lainete loomise arvutamiseks on vaja 80 arvutist koosnevat võrku, mis sisaldab 320 protsessorit 640 gigabaidise muutmäluga (võrdluseks: sülearvutil, mida ma kirjutan, on üks protsessor kahega) Gigabaiti muutmälu…). Brownil on ka 96 terabaiti kõvakettaruumi, kuhu salvestada LIGO andmeid. SUGAR analüüsib. See on SXS-i meeskonna jaoks tohutu ressurss, kuid seda on vaja Einsteini relatiivsuse võrrandite arvutamiseks.
“Gravitatsioonilainete otsimine on nagu universumi kuulamine. Erinevat tüüpi sündmused tekitavad erinevaid laineharjumusi. Tahame proovida eraldada lainemustrit - erilist heli -, mis vastab meie mudelile kogu LIGO andmete mürast. ” - Duncan Brown
Kui ühendada LIGO vaatlusvõime ja SUGARi arvutusvõimsus (iseloomustades musta augu gravitatsiooniliste lainete signatuuri), võib leida gravitatsioonilainete otseseid tõendeid; esimese tegemine otsene mustade aukude vaatlemine on võimalik nende tekitatavate gravitatsioonilainete “kuulamise” kaudu.
Allikas: Science Daily
