Prvo odkrivanje gravitacijskih valov (ki je potekalo septembra 2015) je sprožilo revolucijo v astronomiji. Ta dogodek ni le potrdil teorije, ki jo je Einsteinova teorija splošne relativnosti napovedovala že stoletje pred tem, temveč je tudi uvedel novo obdobje, v katerem je bilo mogoče proučiti združitve oddaljenih črnih lukenj, supernov in nevtronskih zvezd s preučevanjem njihovih nastalih valov.
Poleg tega so znanstveniki teoretirali, da bi lahko bile združitve črnih lukenj veliko bolj pogoste, kot so prej mislili. Po novi raziskavi, ki jo je izvedel par raziskovalcev z univerze Monash, se te združitve zgodijo enkrat na nekaj minut. Ob poslušanju hrupa ozadja vesolja, trdijo, bi lahko našli dokaze o tisočih prej neodkritih dogodkih.
Njihova študija z naslovom "Optimalno iskanje astrofizičnega ozadja gravitacijskega vala" je bila nedavno objavljena v reviji Fizični pregled X. Študijo sta vodila Rory Smith in Eric Thrane, višji predavatelj in znanstveni sodelavec na univerzi Monash. Oba raziskovalca sta tudi člana Centra odličnosti ARC za odkrivanje gravitacijskih valov (OzGrav).
Kot navajajo v svoji študiji, se par 2 zvezdnih mas črnih lukenj na 2 do 10 minut združi nekje v vesolju. Majhen del teh je dovolj velik, da lahko dobljeni dogodek gravitacijskega vala zaznamo z naprednimi instrumenti, kot sta Laser Interferometer Gravitacijski valovni observatorij in observatorij Device. Ostali pa prispevajo k nekakšnemu stohastičnemu hrupu v ozadju.
Z merjenjem tega hrupa bodo morda znanstveniki lahko veliko več preučili na način dogodkov in izvedeli veliko več o gravitacijskih valovih. Kot je dr. Thrane pojasnil v izjavi za javnost Monash University:
»Merjenje ozadja gravitacijskega vala nam bo omogočilo preučevanje populacije črnih lukenj na velikih razdaljah. Nekega dne nam bo tehnika lahko omogočila, da vidimo gravitacijske valove iz Velikega poka, skrite za gravitacijskimi valovi iz črnih lukenj in nevtronskih zvezd. "
Drs Smith in Thrane nista amaterja, ko gre za preučevanje gravitacijskih valov. Lani sta bila oba vpletena v velik preboj, kjer so raziskovalci LIGO Scientific Collaboration (LSC) in Device Collaboration merili gravitacijske valove iz para spajajočih nevtronskih zvezd. To je bilo prvič, da so opazili združitev nevtronske zvezde (aka kilogram) tako v gravitacijskih valovih kot v vidni svetlobi.
Par je bil tudi del napredne ekipe LIGO, ki je prvič zaznala gravitacijske valove septembra 2015. Do danes je bilo potrjenih šest potrditev gravitacijskih valov v sodelovanju LIGO in Device Collaborations. Toda po besedah dr. Thrane in Smith se lahko vsako leto zgodi kar 100.000 dogodkov, ki jih ti detektorji preprosto niso sposobni obvladovati.
Ti valovi so tisto, kar se združi in ustvari gravitacijsko ozadje valov; in čeprav so posamezni dogodki pretirano zaznavni, raziskovalci že leta poskušajo razviti metodo zaznavanja splošnega hrupa. Drs se opira na kombinacijo računalniških simulacij šibkih črnih lukenj in množice podatkov z znanih dogodkov. Thrane in Smith trdita, da sta storila prav to.
Iz tega je par lahko ustvaril signal v okviru simuliranih podatkov, za katere verjame, da dokazujejo šibke združitve črne luknje. Drs Thrane in Smith si upata, da bosta svojo novo metodo uporabila na resničnih podatkih in optimistična, da bo prinesla rezultate. Raziskovalci bodo imeli dostop tudi do novega superračunalnika OzSTAR, ki je bil nameščen prejšnji mesec na Tehnični univerzi Swinburne, da bi znanstvenikom pomagali iskati gravitacijske valove v podatkih LIGO.
Ta računalnik se razlikuje od tistih, ki jih uporablja skupnost LIGO, ki vključuje superračunalnike CalTech in MIT. Namesto da se opira na bolj tradicionalne centralne procesne enote (CPU), OzGrav uporablja grafične procesorske enote - ki so lahko za nekatere aplikacije stokrat hitrejše. Po besedah profesorja Matthewa Bailesa, direktorja superračunalnika OzGRav:
"Je 125.000-krat močnejši od prvega superračunalnika, ki sem ga zgradil v ustanovi leta 1998 ...
Kar je še posebej navdušilo pri preučevanju gravitacijskih valov, je, kako je tako hitro napredoval. Znanstveniki Advanced LIGO in Device so od začetnega odkrivanja leta 2015 zdaj potrdili šest različnih dogodkov in predvidevajo, da bodo odkrili še veliko več. Poleg tega astrofiziki celo domislijo, kako z gravitacijskimi valovi izvedeti več o astronomskih pojavih, ki jih povzročajo.
Vse to je bilo mogoče zaradi izboljšav instrumentacije in vse večjega sodelovanja med opazovalnicami. Z bolj izpopolnjenimi metodami, namenjenimi presejanju arhivskih podatkov za dodatne signale in hrup v ozadju, se bomo naučili veliko več o tej skrivnostni kozmični sili.
