Úplne prvé odhalenie gravitačných vĺn (ktoré sa uskutočnilo v septembri 2015) vyvolalo revolúciu v astronómii. Táto udalosť nielen potvrdila teóriu predpovedanú Einsteinovou teóriou všeobecnej relativity pred storočím, ale tiež vyvolala novú éru, v ktorej bolo možné skúmať zlúčenie vzdialených čiernych dier, supernov a neutrónových hviezd skúmaním ich výsledných vĺn.
Vedci sa okrem toho domnievali, že zlúčenie čiernych dier by mohlo byť v skutočnosti oveľa bežnejšie, ako sa doteraz myslelo. Podľa novej štúdie uskutočnenej pármi výskumníkov z Monash University sa tieto zlúčenia uskutočňujú raz za pár minút. Počúvaním šumu pozadia Vesmíru sme našli dôkazy o tisícoch predtým nezistených udalostí.
Ich štúdia s názvom „Optimálne vyhľadávanie astrofyzikálnej gravitačnej vlny“, sa nedávno objavila v časopise. Fyzická kontrola X, Štúdiu viedli Rory Smith a Eric Thrane, odborný asistent a vedecký pracovník na univerzite Monash. Obaja vedci sú tiež členmi Centra excelentnosti ARC pre Gravitational Wave Discovery (OzGrav).
Ako uvádzajú vo svojej štúdii, každé 2 až 10 minút sa niekde vo vesmíre spája pár čiernych dier s hmotnosťou hviezd. Malý zlomok z nich je dostatočne veľký na to, aby výslednú gravitačnú vlnu dali zistiť pokročilé prístroje, ako je gravitačné vlnové observatórium s laserovým interferónom a observatórium Panny. Zvyšok však prispieva k určitému stochastickému hluku v pozadí.
Meraním tohto hluku môžu vedci študovať oveľa viac v spôsobe udalostí a oveľa viac sa dozvedieť o gravitačných vlnách. Ako vysvetlil Dr Thrane v tlačovom vyhlásení univerzity Monash University:
„Meranie pozadia gravitačnej vlny nám umožní študovať populácie čiernych dier na veľké vzdialenosti. Jedného dňa nám táto technika umožní vidieť gravitačné vlny z Veľkého tresku skryté za gravitačnými vlnami pred čiernymi dierami a neutrónovými hviezdami. ““
Drs Smith a Thrane nie sú amatéri, pokiaľ ide o štúdium gravitačných vĺn. V minulom roku boli obe zúčastnené na významnom prielome, kde vedci z vedeckej spolupráce LIGO Scientific Collaboration (LSC) a Virgo Collaboration merali gravitačné vlny z dvojice zlučujúcich sa neutrónových hviezd. Bolo to prvýkrát, čo sa v gravitačných vlnách aj vo viditeľnom svetle pozorovalo zlúčenie neutrónovej hviezdy (aka. Kilonova).
Dvojica bola tiež súčasťou tímu Advanced LIGO, ktorý vykonal prvú detekciu gravitačných vĺn v septembri 2015. K dnešnému dňu LIGO a Virgo Collaborations potvrdili šesť potvrdených udalostí gravitačnej vlny. Ale podľa Drs Thrane a Smitha sa môže každý rok udiať až 100 000 udalostí, ktoré tieto detektory jednoducho nedokážu zvládnuť.
Tieto vlny sa spájajú, aby vytvorili pozadie gravitačnej vlny; a zatiaľ čo jednotlivé udalosti sú príliš jemné na to, aby sa dali zistiť, vedci sa už roky snažia vyvinúť metódu na detekciu všeobecného hluku. Spoliehajúc sa na kombináciu počítačových simulácií slabých signálov čiernej diery a množstva údajov zo známych udalostí, Drs. Thrane a Smith tvrdia, že to práve urobili.
Z tohto dôvodu bol pár schopný vygenerovať signál v simulovaných údajoch, o ktorých sa domnievajú, že sú dôkazom fúzií slabých čiernych dier. Pri pohľade do budúcnosti Drs Thrane a Smith dúfajú, že svoju novú metódu použijú na reálne údaje a sú optimistické, že prinesú výsledky. Vedci budú mať tiež prístup k novému superpočítaču OzSTAR, ktorý bol nainštalovaný minulý mesiac na Swinburne University of Technology s cieľom pomôcť vedcom hľadať gravitačné vlny v údajoch LIGO.
Tento počítač sa líši od počítačov používaných komunitou LIGO, ktorá zahŕňa superpočítače v CalTech a MIT. Namiesto spoliehania sa na tradičnejšie centrálne procesorové jednotky (CPU), OzGrav používa grafické procesorové jednotky, ktoré môžu byť v niektorých aplikáciách stokrát rýchlejšie. Podľa profesora Matthewa Bailesa, riaditeľa superpočítača OzGRav:
„Je to 125 000-krát výkonnejšie ako prvý superpočítač, ktorý som v tejto inštitúcii postavil v roku 1998… Využitím sily GPU má OzStar potenciál urobiť veľké objavy v astronomii v gravitačných vlnách.“
Mimoriadne pôsobivé na štúdium gravitačných vĺn je to, ako rýchlo napredovalo. Od prvého odhalenia v roku 2015 vedci z pokročilých LIGO a Panny potvrdili šesť rôznych udalostí a očakávajú oveľa viac. Okrem toho astrofyzici dokonca prichádzajú so spôsobmi použitia gravitačných vĺn, aby sa dozvedeli viac o astronomických javoch, ktoré ich spôsobujú.
To všetko bolo možné vďaka zlepšeniu prístrojového vybavenia a rastúcej spolupráci medzi observatóriami. A so sofistikovanejšími metódami navrhnutými na preosievanie archívnych údajov o ďalšie signály a hluk v pozadí sme sa dozvedeli oveľa viac o tejto záhadnej kozmickej sile.
