I ricercatori che sperano di interpretare meglio i dati del rilevamento delle onde gravitazionali generate dalla collisione di buchi neri binari si rivolgono al pubblico per chiedere aiuto.

Zachariah Etienne, assistente professore della West Virginia University, sta guidando quello che presto diventerà uno sforzo informatico globale di volontariato. Il pubblico sarà invitato a prestare i propri computer per aiutare la comunità scientifica a svelare i segreti contenuti nelle onde gravitazionali osservate quando i buchi neri si scontrano.

Il primo rilevamento di onde gravitazionali da parte di buchi neri in collisione da parte di LIGO nel 2015 ha aperto una nuova finestra sull'universo, consentendo agli scienziati di osservare eventi cosmici che abbracciano miliardi di anni e di comprendere meglio la composizione dell'Universo. Per molti scienziati, la scoperta ha anche alimentato l'espansione degli sforzi per testare più a fondo le teorie che aiutano a spiegare come funziona l'universo, con un'attenzione particolare a dedurre quante più informazioni possibili sui buchi neri prima della loro collisione.

Predetto per la prima volta da Albert Einstein nel 1916, Le onde gravitazionali sono increspature o disturbi nello spazio-tempo che codificano informazioni importanti sul cambiamento dei campi gravitazionali.

Dalla scoperta del 2015, LIGO e Virgo hanno rilevato onde gravitazionali da otto ulteriori collisioni di buchi neri. Questo mese, LIGO e Virgo hanno iniziato nuove sessioni di osservazione a sensibilità senza precedenti.

"Man mano che i nostri rilevatori di onde gravitazionali diventano più sensibili, avremo bisogno di espandere notevolmente i nostri sforzi per comprendere tutte le informazioni codificate nelle onde gravitazionali dalla collisione dei buchi neri binari, " Ha detto Etienne. "Ci rivolgiamo al pubblico in generale per aiutare con questi sforzi, che comportano la generazione di un numero senza precedenti di simulazioni autoconsistenti di queste collisioni estremamente energetiche. Questo sarà davvero uno sforzo inclusivo, e speriamo in particolare di ispirare la prossima generazione di scienziati in questo crescente campo dell'astrofisica delle onde gravitazionali".

Il suo team, e la comunità scientifica in generale, ha bisogno di capacità di calcolo per eseguire le simulazioni necessarie per coprire tutte le possibilità relative alle proprietà e ad altre informazioni contenute nelle onde gravitazionali.

"Ogni computer desktop sarà in grado di eseguire una singola simulazione di buchi neri in collisione, " ha detto Etienne. Cercando il coinvolgimento del pubblico attraverso l'uso di un vasto numero di personal computer desktop, Etienne e altri sperano di aumentare drasticamente il rendimento delle previsioni teoriche delle onde gravitazionali necessarie per estrarre informazioni dalle osservazioni delle collisioni.

È noto che i buchi neri contengono due grandezze fisiche:spin e massa. Rotazione, Per esempio, può quindi essere ulteriormente suddiviso in direzione e velocità. I colleghi di Etienne, perciò, stanno esaminando un totale di otto parametri quando LIGO o Virgo rilevano onde da una collisione di due buchi neri.

"Le simulazioni che dobbiamo eseguire, con l'aiuto del pubblico, sono progettati per colmare grandi lacune nelle nostre conoscenze sulle onde gravitazionali derivanti da queste collisioni coprendo quante più possibilità possibile per questi otto parametri. Gli attuali cataloghi di simulazione di buchi neri sono troppo piccoli per coprire adeguatamente questo ampio spazio di possibilità, " ha detto Etienne.

"Questo lavoro mira a fornire un servizio fondamentale alla comunità scientifica:un ampio catalogo senza precedenti di previsioni teoriche autoconsistenti su quali onde gravitazionali possono essere osservate dalle collisioni di buchi neri. Queste previsioni presuppongono che la teoria della gravità di Einstein, relatività generale, è corretta, e quindi fornirà approfondimenti su questa teoria bella e complessa. Giusto per darvi un'idea della sua importanza, se non si tenesse conto degli effetti della teoria della relatività di Einstein, I sistemi GPS sarebbero spenti di chilometri al giorno, solo per fare un esempio."

Etienne e il suo team stanno costruendo un sito Web con software scaricabile basato sulla stessa Berkeley Open Infrastructure for Network Computing, o BOINC, sistema utilizzato per il progetto SETI@Home e altre applicazioni scientifiche. Il sistema middleware gratuito è progettato per aiutare a sfruttare la potenza di elaborazione di migliaia di personal computer in tutto il mondo. Il team della West Virginia ha chiamato il suo progetto BlackHoles@Home e prevede di renderlo operativo entro la fine dell'anno.

Hanno già creato un sito Web in cui il pubblico può iniziare a conoscere meglio lo sforzo:https://math.wvu.edu/~zetienne/SENR/.