Gravitatsioonilainete esmakordne tuvastamine (mis toimus 2015. aasta septembris) vallandas revolutsiooni astronoomias. See sündmus mitte ainult ei kinnitanud teooriat, mida Einsteini üldrelatiivsusteooria ennustas sajand enne seda, vaid avas ka uue ajastu, kus kaugete mustade aukude, supernoovade ja neutrontähtede ühinemist oli võimalik uurida nende tekkivate lainete uurimisel.
Lisaks on teadlased teoreetikanud, et musta augu ühinemised võivad tegelikult olla palju tavalisemad, kui seni arvati. Monashi ülikooli teadlaste paari tehtud uue uuringu kohaselt toimuvad need ühinemised kord iga paari minuti tagant. Kuulates nende väitel Universumi taustmüra, võiksime leida tõendeid tuhandete varem avastamata sündmuste kohta.
Nende uurimus pealkirjaga “Astrofüüsilise gravitatsioonilaine fooni optimaalne otsing” ilmus hiljuti ajakirjas Füüsiline ülevaade X. Uuringu viisid läbi vastavalt Monashi ülikooli vanemlektor ja teadur Rory Smith ja Eric Thrane. Mõlemad teadlased on ka ARC gravitatsiooniliste lainete avastamise tippkeskuse (OzGrav) liikmed.
Nagu nad oma uuringus väidavad, sulanduvad iga 2-10 minuti tagant kõik tähemassiga mustad augud kuhugi universumisse. Väike osa neist on piisavalt suured, et tekkivat gravitatsioonilise laine sündmust saaks tuvastada selliste täiustatud instrumentidega nagu laserinterferomeetri gravitatsiooniliste lainete vaatluskeskus ja neitside vaatluskeskus. Ülejäänud annavad aga omamoodi stohhastilise taustamüra.
Seda müra mõõtes võivad teadlased olla võimelised uurima sündmuste viisi palju rohkem ja õppima palju rohkem gravitatsioonilainete kohta. Nagu dr Thrane selgitas Monashi ülikooli pressiteates:
„Gravitatsioonilaine fooni mõõtmine võimaldab meil uurida mustade aukude populatsioone suurtest vahemaadest. Ühel päeval võib see tehnika võimaldada meil näha Suure Paugu gravitatsioonilisi laineid, mis on peidetud mustade aukude ja neutrontähtede gravitatsiooniliste lainete taha. "
Drs Smith ja Thrane pole gravitatsioonilainete uurimisel amatöörid. Eelmisel aastal osalesid nad mõlemad suure läbimurdega, kus LIGO teaduskoostöö (LSC) ja Virgo Collaborationi uurijad mõõtsid gravitatsioonilisi laineid paarist ühinevate neutronitähtede vahel. See oli esimene kord, kui nii gravitatsioonilainete kui ka nähtava valguse korral täheldati neutrontähtede ühinemist (aka kilonova).
Paar kuulus ka Advanced LIGO meeskonda, mis tegi gravitatsioonilainete esimese tuvastuse 2015. aasta septembris. Tänaseks on LIGO ja Virgo Collaborations kinnitanud kuut kinnitatud gravitatsioonilaine sündmust. Kuid Drs Thrane'i ja Smithi sõnul võib igal aastal juhtuda kuni 100 000 sündmust, mida need detektorid lihtsalt ei suuda käsitseda.
Need lained ühendavad omavahel gravitatsioonilise laine fooni; ja kuigi üksikud sündmused on tuvastamiseks liiga peened, on teadlased aastaid püüdnud välja töötada meetodit üldise müra tuvastamiseks. Tuginedes nõrkade musta augu signaalide ja teadaolevate sündmuste massimassi arvutisimulatsioonide kombinatsioonile, Drs. Thrane ja Smith väidavad, et on just seda teinud.
Sellest alates suutsid paar simuleeritud andmetes anda signaali, mis nende arvates on tõendeid nõrkade musta augu ühinemiste kohta. Vaadates tulevikku, loodavad Drs Thrane ja Smith rakendada oma uut meetodit reaalsete andmete osas ja on optimistlikud, et see annab tulemusi. Teadlastel on juurdepääs ka uuele OzSTAR superarvutile, mis paigaldati eelmisel kuul Swinburne'i tehnikaülikooli, et aidata teadlastel otsida LIGO andmetest gravitatsioonilaineid.
See arvuti erineb LIGO kogukonna kasutatavast arvutist, kuhu kuuluvad ka CalTechi ja MITi superarvutid. Traditsioonilisematele keskseadmetele (CPU-dele) tuginemise asemel kasutab OzGrav graafilisi protsessoriplokke - mis võib mõne rakenduse puhul olla sadu kordi kiirem. OzGRavi superarvuti direktori professor Matthew Bailesi sõnul:
"See on 125 000 korda võimsam kui esimene superarvuti, mille ma 1998. aastal asutuses ehitasin. GPUde võimsuse rakendamisel on OzStaril potentsiaali teha suuri avastusi gravitatsioonilaine astronoomias."
Gravitatsioonlainete uurimisel on eriti muljetavaldav olnud see, kuidas see on nii kiiresti edasi arenenud. Alates esmasest avastamisest 2015. aastal on Advanced LIGO ja Virgo teadlased kinnitanud nüüd kuut erinevat sündmust ja loodavad avastada veel palju teisi. Lisaks sellele astrofüüsikud pakuvad isegi võimalusi gravitatsioonilainete kasutamiseks, et saada rohkem teavet neid põhjustavate astronoomiliste nähtuste kohta.
Kõik see sai võimalikuks tänu mõõteriistade täiustamisele ja vaatluskeskuste tihedamale koostööle. Ja keerukamate meetoditega, mis on loodud arhiiviandmete lisamiseks täiendavate signaalide ja taustmüra jaoks, õpime selle salapärase kosmilise jõu kohta palju rohkem teada saama.
