2019-04-14 22:16:01
BlackHoles的DIY引力波

希望通过检测二元黑洞碰撞产生的引力波来更好地解释数据的研究人员正在向公众寻求帮助。

西弗吉尼亚大学助理教授Zachariah Etienne正在领导即将成为全球志愿者计算工作的领导者。公众将被邀请借出他们自己的计算机,以帮助科学界解开黑洞粉碎时观察到的引力波所包含的秘密。

2015年,LIGO首次探测到来自黑洞碰撞的引力波,开启了宇宙的新窗口,使科学家能够观察数十亿年的宇宙事件并更好地了解宇宙的构成。对于许多科学家而言,这一发现也推动了扩大努力,以更彻底地测试有助于解释宇宙如何运作的理论 - 特别注重在碰撞之前尽可能多地推断黑洞的信息。

阿尔伯特爱因斯坦在1916年首次预测,引力波是时空中的涟漪或扰动,它们编码有关改变引力场的重要信息。

自2015年发现以来,LIGO和处女座已经从八次额外的黑洞碰撞中探测到了引力波。本月,LIGO和处女座以前所未有的敏感度开始了新的观察。

“随着我们的引力波探测器变得越来越敏感,我们将需要大大扩展我们的努力,以了解碰撞二进制黑洞引力波所编码的所有信息,”Etienne说。 “我们正在向公众求助于这些努力,这些努力涉及为这些极其充满活力的碰撞产生前所未有的大量自我模拟。这将真正成为一项包容性的努力,我们特别希望激励下一代科学家。这个不断增长的引力波天体物理学领域。“

他的团队 - 以及整个科学界 - 需要计算能力来运行所需的模拟,以涵盖与引力波中包含的属性和其他信息相关的所有可能性。

“每台台式电脑都可以对碰撞黑洞进行单一模拟,”艾蒂安说。通过使用大量个人台式计算机寻求公众参与,Etienne和其他人希望大幅提高从碰撞观察中提取信息所需的理论引力波预测的吞吐量。

已知黑洞包含两个物理量:旋转和质量。例如,旋转可以进一步分解为方向和速度。因此,当LIGO或处女座检测到来自两个黑洞碰撞的波浪时,Etienne的同事正在检查总共八个参数。

“在公众的帮助下,我们需要进行的模拟,旨在通过为这八个参数覆盖尽可能多的可能性来填补我们对这些碰撞中引力波的知识的巨大空白。目前的黑洞模拟目录太小了为了适当地覆盖这个广阔的可能性,“艾蒂安说。

“这项工作旨在为科学界提供一项关键服务:一个前所未有的大规模自我一致的理论预测目录,可以从黑洞碰撞中观察到引力波。这些预测假设爱因斯坦的引力理论,广义相对论,是正确的因此,它将为这个美丽而复杂的理论提供更深入的见解。只是为了让你了解它的重要性 - 如果不考虑爱因斯坦相对论的影响,那么GPS系统每天会有几公里的距离,只是为了命名一个例子。“

Etienne和他的团队正在建立一个网站,其中包含可下载的软件,该软件基于用于SETI @ Home项目和其他科学应用的Berkeley Open Infrastructure for Network Computing或BOINC系统。免费的中间件系统旨在帮助利用全球数千台个人计算机的处理能力。西弗吉尼亚州的团队已将他们的项目命名为BlackHoles @ Home,并预计将在今年晚些时候推出并运行。

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