Lo spazio profondo non è così silenzioso come siamo stati portati a credere. Ogni pochi minuti un paio di buchi neri si scontrano l'uno con l'altro. Questi cataclismi rilasciano increspature nel tessuto dello spaziotempo note come onde gravitazionali. Ora gli scienziati della Monash University hanno sviluppato un modo per ascoltare questi eventi. Le onde gravitazionali delle fusioni di buchi neri imprimeranno un caratteristico suono convulso nei dati raccolti dai rilevatori di onde gravitazionali. La nuova tecnica dovrebbe rivelare la presenza di migliaia di buchi neri precedentemente nascosti, tirando fuori i loro deboli gridi da un mare di elettricità statica.

L'anno scorso, in una delle più grandi scoperte astronomiche del 21° secolo, I ricercatori di LIGO Scientific Collaboration (LSC) e Virgo Collaboration hanno misurato le onde gravitazionali da una coppia di stelle di neutroni che si fondono.

dottori Eric Thrane e Rory Smith, dall'ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) e dalla Monash University, facevano parte del team coinvolto nella scoperta dell'anno scorso e facevano anche parte del team coinvolto nel rilevamento della prima scoperta di onde gravitazionali nel 2015, quando furono osservate per la prima volta le increspature nel tessuto dello spazio-tempo generate dalla collisione di due buchi neri nel lontano Universo, confermando la teoria della relatività generale di Albert Einstein del 1915.

Ad oggi, ci sono stati sei confermati, o placcato in oro, eventi di onde gravitazionali annunciati dalle collaborazioni LIGO e Virgo. Tuttavia ci sono, secondo il dottor Thrane, più di 100, 000 eventi di onde gravitazionali ogni anno troppo deboli per essere rilevati da LIGO e Virgo senza ambiguità. Le onde gravitazionali di queste fusioni si combinano per creare uno sfondo di onde gravitazionali. Mentre i singoli eventi che vi contribuiscono non possono essere risolti individualmente, i ricercatori hanno cercato per anni di rilevare questo silenzioso ronzio di onde gravitazionali.

In un documento fondamentale sulla rivista statunitense, Revisione fisica X , i due ricercatori hanno sviluppato un nuovo, modo più sensibile di ricercare il fondo dell'onda gravitazionale.

"Misurare lo sfondo delle onde gravitazionali ci permetterà di studiare popolazioni di buchi neri a grandi distanze. Un giorno, la tecnica potrebbe consentirci di vedere le onde gravitazionali del Big Bang, nascosto dietro le onde gravitazionali di buchi neri e stelle di neutroni, " ha detto il dottor Thrane.

I ricercatori hanno sviluppato simulazioni al computer di deboli segnali di buchi neri, raccogliendo masse di dati fino a quando non furono convinti che - all'interno dei dati simulati - fosse debole, ma prove inequivocabili di fusioni di buchi neri. Il dottor Smith è ottimista sul fatto che il metodo produrrà un rilevamento se applicato a dati reali. Secondo il dottor Smith, i recenti miglioramenti nell'analisi dei dati consentiranno di rilevare "ciò che le persone hanno cercato per decenni". Si stima che il nuovo metodo sia mille volte più sensibile, che dovrebbe portare l'obiettivo a lungo cercato a portata di mano.

È importante sottolineare che i ricercatori avranno accesso a un nuovo supercomputer da 4 milioni di dollari, lanciato il mese scorso (marzo) presso la Swinburne University of Technology. Il computer, chiamato OzSTAR, sarà utilizzato dagli scienziati per cercare le onde gravitazionali nei dati LIGO.

Secondo il direttore di OzGRav, Professor Matthew Bailes, il supercomputer consentirà ai ricercatori di OzGrav di tentare questo tipo di scoperte fondamentali.

"Sono 125, 000 volte più potente del primo supercomputer che ho costruito presso l'istituto nel 1998."

Il computer OzStar differisce dalla maggior parte degli oltre 13, 000 computer utilizzati dalla comunità LIGO, secondo il dottor Smith, compresi quelli al CalTech e al MIT. OzStar utilizza unità di elaborazione grafica (GPU), piuttosto che unità di elaborazione centrale (CPU) più tradizionali. Per alcune applicazioni, Le GPU sono centinaia di volte più veloci. "Sfruttando la potenza delle GPU, OzStar ha il potenziale per fare grandi scoperte nell'astronomia delle onde gravitazionali, " ha detto il dottor Smith.