Перше в історії виявлення гравітаційних хвиль (яке відбулося у вересні 2015 року) спричинило революцію в астрономії. Ця подія не тільки підтвердила теорію, передбачену теорією загальної відносності Ейнштейна століттям раніше, але також запровадила нову еру, в якій злиття далеких чорних дір, наднових та нейтронних зірок можна було вивчити, вивчаючи їх хвилі.
Крім того, вчені теоретизували, що злиття чорних дір насправді можуть бути набагато частіше, ніж вважалося раніше. Згідно нового дослідження, проведеного парою дослідників з університету Монаш, ці злиття відбуваються раз на кілька хвилин. Слухаючи фоновий шум Всесвіту, вони стверджують, що ми могли б знайти докази тисяч раніше невиявлених подій.
Нещодавно у журналі з'явилися їх дослідження під назвою "Оптимальний пошук астрофізичного гравітаційно-хвильового фону". Фізичний огляд X. Дослідження проводили Рорі Сміт та Ерік Трайн, старший викладач та науковий співробітник університету Монаш відповідно. Обидва дослідники також є членами Центру досконалості для розкриття гравітаційних хвиль ARC (OzGrav).
Як вони заявляють у своєму дослідженні, кожні 2 - 10 хвилин пара чорних дір зоряної маси зливається десь у Всесвіті. Невелика їх частина є достатньо великою, що в результаті події гравітаційної хвилі можна виявити за допомогою передових інструментів, таких як Лазерний інтерферометр Гравітаційно-хвильова обсерваторія та обсерваторія Діви. Однак решта сприяють своєрідному стохастичному фоновому шуму.
Виміряючи цей шум, вчені, можливо, зможуть набагато більше вивчити спосіб подій та дізнатися більше про гравітаційні хвилі. Як пояснив доктор Трайн у прес-заяві університету Монаша:
«Вимірювання гравітаційно-хвильового фону дозволить нам вивчати популяції чорних дір на величезних відстанях. Колись ця техніка може дати нам змогу побачити гравітаційні хвилі від Великого вибуху, заховані за гравітаційними хвилями від чорних дір та нейтронних зірок ».
Дрс Сміт і Трайн не є аматорами, коли йдеться про вивчення гравітаційних хвиль. Минулого року вони обидва були залучені до великого прориву, коли дослідники з LIGO Scientific Collaboration (LSC) та Collaboration від Діви вимірювали гравітаційні хвилі від пари зливаються нейтронних зірок. Уперше спостерігалося злиття нейтронної зірки (також кілонова) як у гравітаційних хвилях, так і у видимому світлі.
Пара також була частиною розширеної команди LIGO, яка вперше виявила гравітаційні хвилі у вересні 2015 року. На сьогоднішній день шість підтверджених подій гравітаційної хвилі були підтверджені колабораціями LIGO та Діви. Але, на думку дор. Трайн і Сміта, щорічно може статися до 100 000 подій, з якими ці детектори просто не обладнані для обробки.
Ці хвилі - це те, що поєднується, щоб створити фон гравітаційної хвилі; і хоча окремі події занадто тонкі, щоб їх можна було виявити, дослідники роками намагаються розробити метод виявлення загального шуму. Спираючись на комбінацію комп’ютерних моделювань слабких чорних дір та сигналів маси відомих подій, доктор. Трайн і Сміт стверджують, що зробили саме це.
Виходячи з цього, пара змогла подати сигнал в рамках модельованих даних, які, на їхню думку, є свідченням слабких злиття чорних дір. Забігаючи наперед, д-р Трайн і Сміт сподіваються застосувати свій новий метод до реальних даних і впевнені, що це дасть результати. Дослідники також матимуть доступ до нового суперкомп'ютера OzSTAR, який був встановлений минулого місяця в Технологічному університеті Свінберна, щоб допомогти вченим шукати гравітаційні хвилі в даних LIGO.
Цей комп'ютер відрізняється від використовуваного спільнотою LIGO, до якого входять суперкомп'ютери CalTech та MIT. Замість того, щоб покладатися на більш традиційні центральні процесорні блоки (CPU), OzGrav використовує графічні процесорні блоки - що може бути в сотні разів швидше для деяких програм. За словами професора Метью Бейлса, директора суперкомп'ютера OzGRav:
"Це в 125 000 разів потужніше, ніж перший суперкомп'ютер, який я створив в установі в 1998 році ... Залучаючи потужність графічних процесорів, OzStar має потенціал зробити великі відкриття в гравітаційно-хвильовій астрономії".
Що особливо вражає при вивченні гравітаційних хвиль - це те, як воно так швидко прогресувало. Від початкового виявлення у 2015 році вчені з Advanced LIGO та Діви підтвердили шість різних подій та передбачають виявлення ще багатьох. Крім того, астрофізики навіть придумують способи використання гравітаційних хвиль, щоб дізнатися більше про астрономічні явища, які їх викликають.
Все це стало можливим завдяки вдосконаленням приладобудування та зростанню співпраці між обсерваторіями. І з більш досконалими методами, розробленими для просіювання архівних даних для отримання додаткових сигналів і фонового шуму, ми готові дізнатися набагато більше про цю таємничу космічну силу.
