Zwaartekrachtsgolven worden voorspeld door Einsteins algemene relativiteitstheorie uit 1916, maar ze zijn notoir moeilijk te detecteren en het heeft vele decennia geduurd voordat ze in de buurt kwamen. Nu, met behulp van een supercomputer genaamd SUGAR (Syracuse University Gravitational and Relativity Cluster), wordt twee jaar aan gegevens verzameld door het Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) geanalyseerd om gravitatiegolven te vinden. Eenmaal gedetecteerd, wordt gehoopt dat de locatie van enkele van de meest krachtige botsingen en explosies van het heelal zal worden gevonden, misschien zelfs het geruis van verre zwarte gaten in de verte hoorend ...
Gravitatiegolven reizen met de snelheid van het licht en verspreiden zich door de hele kosmos. Als rimpelingen op het oppervlak van een vijver van universumformaat reizen ze weg van hun beginpunt en moeten ze worden gedetecteerd terwijl ze door het weefsel van de ruimtetijd reizen en door onze kosmische buurt passeren. Zwaartekrachtgolven worden gegenereerd door enorme stellaire gebeurtenissen zoals supernovae (wanneer gigantische sterren zonder brandstof komen en exploderen) of botsingen tussen Massive Astrophysical Compact Halo Objects (MACHO's) zoals zwarte gaten of neutronensterren. Theoretisch zouden ze moeten worden gegenereerd door elk voldoende massief lichaam in het heelal dat oscilleert, zich voortplant of botst.
LIGO, een zeer ambitieus gezamenlijk project van $ 365 miljoen (gefinancierd door National Science Foundation) tussen MIT en Caltech, opgericht door Kip Thorne, Ronald Drever en Rainer Weiss, begon in 2005 met het verzamelen van gegevens. LIGO gebruikt een laserinterferometer om de doorgang van gravitatiegolven te detecteren. Als een golf door de lokale ruimtetijd gaat, moet de laser enigszins worden vervormd, zodat de interferometer een fluctuatie in de ruimtetijd kan detecteren. Na twee jaar gegevens van LIGO te hebben verzameld, kan de zoektocht naar de gravitatiegolfhandtekeningen beginnen. Maar hoe kan LIGO detecteren dat golven worden gegenereerd door zwarte gaten? Dit is waar SUIKER binnenkomt.
Syracuse University assistent-professor Duncan Brown, met collega's in het Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) -project (een samenwerking met Caltech en Cornell University), assembleert SUGAR met het doel twee botsende zwarte gaten te simuleren. Dit is zo'n complexe situatie dat een netwerk van 80 computers met 320 CPU's met 640 Gigabytes RAM nodig is om de botsing en het ontstaan van zwaartekrachtgolven te berekenen (ter vergelijking: de laptop waarop ik typ heeft één CPU met twee Gigabytes RAM ...). Brown heeft ook 96 Terabytes aan harde schijfruimte om de LIGO-gegevens op te slaan die SUGAR zal analyseren. Dit zal een enorme bron zijn voor het SXS-team, maar het zal nodig zijn om de relativiteitsvergelijkingen van Einstein te berekenen.
“Zoeken naar zwaartekrachtsgolven is als luisteren naar het universum. Verschillende soorten evenementen produceren verschillende golfpatronen. We willen proberen een golfpatroon - een speciaal geluid - te extraheren dat overeenkomt met ons model uit alle ruis in de LIGO-gegevens. ' - Duncan Brown
Door de waarnemingsmogelijkheden van LIGO te combineren met de rekenkracht van SUGAR (kenmerkend voor de handtekening van zwaartekrachtsgolven in het zwarte gat), kan misschien direct bewijs van zwaartekrachtsgolven worden gevonden; de eerste maken direct waarnemingen van zwarte gaten mogelijk door te 'luisteren' naar de gravitatiegolven die ze produceren.
Bron: Science Daily
