الفضاء العميق ليس صامتا كما كنا نعتقد، فكل بضع دقائق يخترق زوج من الثقوب السوداء بعضهما البعض، وهذه الكارثة تطلق تموجات في نسيج الزمكان المعروف باسم موجات الجاذبية، والآن طور العلماء طريقة للاستماع إلى هذه الأحداث، ومن المتوقع أن تكشف التقنية الجديدة عن وجود الآلاف من الثقوب السوداء التي كانت مخفية في السابق .
تقنية جديدة تكشف عن آلاف الثقوب السوداء المخفية في الفضاء
الفضاء العميق ليس صامتا كما كنا نعتقد، فكل بضع دقائق يخترق زوجان من الثقوب السوداء بعضهما البعض، وهذه الكارثة تطلق تموجات في نسيج الزمكان المعروف باسم موجات الجاذبية، وقد قام علماء من جامعة موناش الآن بتطوير طريقة للاستماع إلى هذه الأحداث، حيث أن موجات الجاذبية الناتجة عن اندماجات الثقب الأسود تطلق صوتا مميزا في البيانات التي تجمعها أجهزة الكشف عن موجات الجاذبية، ومن المتوقع أن تكشف التقنية الجديدة عن وجود الآلاف من الثقوب السوداء التي كانت مخبأة في السابق، وذلك عن طريق إثارة هفواتها الباهتة من بحر ثابت .
في العام الماضي، أجرى باحثو LIGO Scientific Collaboration و Virgo Collaboration قياسا لموجات الجاذبية الناتجة عن اصطدام نجمين نيوترونيين مدمجين، وشارك الدكتور إريك ثرين وروري سميث من مركز ARC للتميز في جاذبية الموجات الجاذبة (OzGrav) وجامعة موناش في الفريق الذي اكتشف هذا الحدث، واللذان شاركا أيضا في الكشف عن الموجة الجاذبية الأولى في عام 2015؛ حيث تم العثور على تموجات في نسيج الفضاء نتيجة اصطدام ثقبين سوداوين بعيدين، وهذا الاكتشاف يدعم نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين التي تم تقديمها في عام 1915 .
حول الدراسة
تتحد موجات الجاذبية من الاندماجات لخلق خلفية موجات الجاذبية، في حين أن الأحداث الفردية التي تسهم في ذلك لا يمكن حلها بشكل فردي، فقد سعى الباحثون لسنوات طويلة للكشف عن هذا الهدوء التفاعلي الموجي، وفي ورقة مميزة في مجلة Physical Review X، طور الباحثان طريقة جديدة أكثر حساسية للبحث عن خلفية موجة الجاذبية .
يقول دكتور ثرين : يمكن لقياس خلفية موجات الجاذبية أن يسمح لنا بدراسة مجموعات الثقوب السوداء على مسافات بعيدة، وفي المستقبل قد نتمكن من رؤية موجات الجاذبية التي تعود إلى الانفجار الكبير والتي تكون مخبأة وراء موجات الثقالة من الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية .
حول التقنية الجديدة
قام الباحثون بإجراء محاكاة حاسوبية لإشارات الثقوب السوداء الخافتة وجمعوا كميات من البيانات حتى أقنعوا أنفسهم بأن هذه البيانات المحاكاة كانت ضعيفة، ولكنها تشكل دليلا واضحا على الاندماجات في الثقب الأسود. الدكتور سميث متفائل بأن هذه الطريقة ستؤدي إلى اكتشافات عند تطبيقها على البيانات الحقيقية. ووفقا للدكتور سميث، تحسينات التحليل الأخيرة للبيانات ستمكننا من اكتشاف “ما كان الناس يبحثون عنه لعقود.” تعتبر الطريقة الجديدة أكثر حساسية بمعدل ألف مرة، مما يجعل الهدف الذي كان مطلوبا لفترة طويلة في متناولنا .
الكمبيوتر العملاق OzSTAR
من المهم أن يتمكن الباحثون من الوصول إلى جهاز كمبيوتر عملاق جديد بقيمة 4 ملايين دولار، تم إطلاقه الشهر الماضي ( مارس ) في جامعة سوينبيرن للتكنولوجيا، وسيستخدم العلماء الكمبيوتر المسمى OzSTAR للبحث عن موجات جاذبية في بيانات مرصد LIGO ” ليغو “، ووفقا لمدير OzGRav البروفيسور ماثيو فإن الكمبيوتر العملاق يسمح لباحثين OzGrav لمحاولة اقتناص هذا النوع من الاكتشافات التاريخية، حيث إنه أقوى بـ 125.000 مرة من الكمبيوتر العملاق الأول الذي تم بناؤه في عام 1998 .
ويختلف الكمبيوتر OzStar عن معظم أجهزة الكمبيوتر التي يزيد عددها عن 13000 مستخدما في مجتمع LIGO، وفقا لما ذكره الدكتور سميث، بما في ذلك أجهزة كمبيوتر CalTech و MIT، ويستخدم OzStar وحدات المعالج الرسومية ( GPUs )، بدلا من وحدات المعالجة المركزية ( CPUs ) الأكثر تقليدية، وبالنسبة لبعض التطبيقات تكون وحدات معالجة الرسوم ( GPU ) أسرع بمئات المرات، يقول الدكتور سميث : ” من خلال تسخير قوة GPUs، فإن OzStar لديه القدرة على إجراء اكتشافات كبيرة في علم الفلك الموجه للجاذبية ” .