Sóng hấp dẫn được dự đoán bởi thuyết tương đối rộng Einstein Einstein 1916, nhưng chúng nổi tiếng là khó phát hiện và nó phải mất nhiều thập kỷ để đến gần để quan sát chúng. Giờ đây, với sự trợ giúp của một siêu máy tính có tên SUGAR (Cụm hấp dẫn và tương đối của Đại học Syracuse), hai năm dữ liệu được thu thập bởi Đài quan sát sóng hấp dẫn giao thoa kế laser (LIGO) sẽ được phân tích để tìm ra sóng hấp dẫn. Sau khi được phát hiện, người ta hy vọng rằng vị trí của một số vụ va chạm và vụ nổ mạnh nhất của Đại học sẽ được tìm thấy, thậm chí có thể nghe thấy tiếng chuông xa của các lỗ đen thiên thể.
Sóng hấp dẫn truyền đi với tốc độ ánh sáng và lan truyền khắp vũ trụ. Giống như những gợn sóng trên bề mặt của một cái ao có kích thước vũ trụ, chúng di chuyển ra khỏi điểm xuất phát của chúng và nên được phát hiện khi chúng đi qua kết cấu của không-thời gian, đi qua khu vực vũ trụ của chúng ta. Sóng hấp dẫn được tạo ra bởi các sự kiện sao lớn như siêu tân tinh (khi các ngôi sao khổng lồ hết nhiên liệu và phát nổ) hoặc va chạm giữa các vật thể Halo Halo Vật lý nhỏ gọn khổng lồ (MACHO) như lỗ đen hoặc sao neutron. Về mặt lý thuyết, chúng nên được tạo ra bởi bất kỳ cơ thể đủ lớn nào trong Vũ trụ dao động, lan truyền hoặc va chạm.
LIGO, một dự án chung trị giá 365 triệu đô la (Quỹ khoa học quốc gia tài trợ) giữa MIT và Caltech do Kip Thorne, Ronald Drever và Rainer Weiss sáng lập, bắt đầu lấy dữ liệu vào năm 2005. LIGOÂ sử dụng giao thoa kế laser để phát hiện sóng hấp dẫn. Khi sóng truyền qua không gian-thời gian cục bộ, tia laser sẽ bị biến dạng một chút, cho phép giao thoa kế phát hiện sự dao động không-thời gian. Sau hai năm lấy dữ liệu từ LIGO, việc tìm kiếm chữ ký sóng hấp dẫn có thể bắt đầu. Nhưng làm thế nào LIGO có thể phát hiện sóng được tạo ra bởi các lỗ đen? Đây là nơi SUGAR đến.
Trợ lý giáo sư Đại học Syracuse Duncan Brown, cùng các đồng nghiệp trong dự án Mô phỏng eXtreme Spacetimes (SXS) (hợp tác với Caltech và Đại học Cornell), đang lắp ráp SUGAR nhằm mục đích mô phỏng hai lỗ đen va chạm. Đây là một tình huống phức tạp đến nỗi một mạng gồm 80 máy tính, chứa 320 CPU với 640 Gigabyte RAM được yêu cầu để tính toán sự va chạm và tạo ra sóng hấp dẫn (để so sánh, máy tính xách tay tôi đang gõ có một CPU có hai CPU Gigabyte RAM RAM). Brown cũng có 96 Terabyte dung lượng ổ cứng để lưu trữ dữ liệu LIGO mà SUGAR sẽ phân tích. Đây sẽ là một nguồn tài nguyên khổng lồ cho nhóm SXS, nhưng sẽ cần thiết để tính toán các phương trình tương đối Einstein Einstein.
“Tìm kiếm sóng hấp dẫn giống như lắng nghe vũ trụ. Các loại sự kiện khác nhau tạo ra các mẫu sóng khác nhau. Chúng tôi muốn thử trích xuất một mẫu sóng - một âm thanh đặc biệt - phù hợp với mô hình của chúng tôi khỏi tất cả các nhiễu trong dữ liệu LIGO. - Duncan Brown
Bằng cách kết hợp các khả năng quan sát của LIGO và khả năng tính toán của SUGAR (đặc trưng cho chữ ký của sóng hấp dẫn lỗ đen), có lẽ có thể tìm thấy bằng chứng trực tiếp về sóng hấp dẫn; làm người đầu tiên thẳng thắn các quan sát về các lỗ đen có thể bằng cách lắng nghe các sóng hấp dẫn mà họ tạo ra.
Nguồn: Khoa học hàng ngày
