คลื่นความโน้มถ่วงถูกคาดการณ์โดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein ในปี 1916 แต่ก็ยากที่จะตรวจจับและฉาวโฉ่และใช้เวลาหลายสิบปีในการเข้าใกล้พวกเขา ขณะนี้ด้วยความช่วยเหลือของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ชื่อว่า SUGAR (กลุ่มแรงโน้มถ่วงและสัมพัทธภาพของมหาวิทยาลัยซีราคิวส์) ข้อมูลสองปีที่รวบรวมโดย Laser Interferometer Gravitational-Observatory (LIGO) จะถูกวิเคราะห์เพื่อหาคลื่นความโน้มถ่วง เมื่อตรวจพบแล้วก็หวังว่าจะพบตำแหน่งของการชนและการระเบิดที่ทรงพลังที่สุดบางส่วนของจักรวาลบางทีแม้แต่ได้ยินเสียงเรียกเข้าที่ห่างไกลของหลุมดำบนท้องฟ้า ...
คลื่นความโน้มถ่วงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสงและแผ่กระจายไปทั่วทั้งจักรวาล เหมือนระลอกคลื่นบนพื้นผิวของสระน้ำขนาดใหญ่ในเอกภพพวกมันเดินทางออกจากจุดกำเนิดและควรถูกตรวจจับเมื่อพวกมันเคลื่อนที่ผ่านผืนผ้าแห่งกาลอวกาศผ่านแม้ว่าพื้นที่ใกล้เคียงจักรวาลของเรา คลื่นความโน้มถ่วงเกิดขึ้นจากเหตุการณ์ดาวฤกษ์ขนาดใหญ่เช่นซูเปอร์โนวา (เมื่อดาวมวลสูงหมดเชื้อเพลิงและระเบิด) หรือการชนกันระหว่างวัตถุรัศมีมวลขนาดใหญ่ Astrophysical (Macho) เช่นหลุมดำหรือดาวนิวตรอน ในทางทฤษฎีพวกมันควรถูกสร้างขึ้นโดยวัตถุที่มีขนาดใหญ่พอสมควรในการสั่นของจักรวาลการขยายพันธุ์หรือการชน
LIGO เป็นโครงการร่วมทุนที่มีความทะเยอทะยานมาก $ 365,000,000 (มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ) ระหว่าง MIT และ Caltech ซึ่งก่อตั้งโดย Kip Thorne, Ronald Drever และ Rainer Weiss เริ่มใช้ข้อมูลในปี 2005 LIGO ใช้เลเซอร์ interferometer เพื่อตรวจจับเส้นทางของคลื่นความโน้มถ่วง เมื่อคลื่นเคลื่อนผ่านอวกาศ - เวลาเลเซอร์ควรจะผิดเพี้ยนไปเล็กน้อยทำให้เครื่องตรวจจับสัญญาณรบกวนสามารถตรวจจับความผันผวนของเวลาว่างได้ หลังจากรับข้อมูลจาก LIGO มาสองปีการค้นหาลายเซ็นคลื่นความโน้มถ่วงสามารถเริ่มต้นได้ แต่ LIGO สามารถตรวจจับคลื่นที่เกิดจากหลุมดำได้อย่างไร นี่คือที่มาของ SUGAR
Duncan Brown ผู้ช่วยศาสตราจารย์ของมหาวิทยาลัย Syracuse กับเพื่อนร่วมงานในโครงการจำลอง eXtreme Spacetimes (SXS) (ความร่วมมือกับ Caltech และ Cornell University) กำลังรวบรวม SUGAR โดยมีจุดประสงค์เพื่อจำลองการชนกันของหลุมดำสองหลุม นี่เป็นสถานการณ์ที่ซับซ้อนที่เครือข่ายคอมพิวเตอร์ 80 เครื่องซึ่งมี CPU 320 ตัวที่มี RAM 640 Gigabytes จำเป็นต้องใช้ในการคำนวณการชนและการสร้างคลื่นความโน้มถ่วง (จากการเปรียบเทียบแล็ปท็อปที่ฉันพิมพ์ด้วยมี CPU หนึ่งตัวกับสองตัว กิกะไบต์ของ RAM …) บราวน์ยังมีพื้นที่บนฮาร์ดดิสก์ 96 เทราไบต์สำหรับเก็บข้อมูล LIGO SUGAR ซึ่งกำลังทำการวิเคราะห์ นี่จะเป็นทรัพยากรที่ยิ่งใหญ่สำหรับทีม SXS แต่จะต้องใช้ในการคำนวณสมการความสัมพันธ์ของ Einstein
“การมองหาคลื่นความโน้มถ่วงเปรียบเสมือนการฟังจักรวาล เหตุการณ์ที่แตกต่างกันทำให้เกิดรูปแบบคลื่นที่ต่างกัน เราต้องการลองแยกรูปแบบคลื่น - เสียงพิเศษ - ที่ตรงกับโมเดลของเราจากเสียงรบกวนทั้งหมดในข้อมูล LIGO.” - ดันแคนบราวน์
ด้วยการรวมความสามารถในการสังเกตของ LIGO และพลังการคำนวณของ SUGAR (การระบุลักษณะของคลื่นความโน้มถ่วงของหลุมดำ) อาจเป็นหลักฐานโดยตรงของคลื่นความโน้มถ่วง ทำครั้งแรก โดยตรง การสังเกตหลุมดำที่เป็นไปได้โดย“ ฟัง” คลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดขึ้น
ที่มา: Science Daily
