Gravitační šum vesmíru. Kredit: Carl Knox, ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav).

Černé díry jsou skutečně černé. Nejsou prakticky vůbec vidět. A pokud zrovna nekradou hmotu nějaké nešťastné hvězdě, tak je velmi obtížné takovou černou díru v okolním vesmíru objevit. Nedávno jsme ale vstoupili do věku gravitační astronomie a to mění situaci.

Eric Thrane a Rory Smith. Kredit: Monash University.

Kosmický prostor vypadá úplně prázdný a tichý. Jenomže není. Nejspíš každých pár minut se někde ve vesmíru srazí a splynou černé díry. Jejich kolize vyšle do všech stran gravitační vlny, které otřesou samotným časoprostorem. Dvojice vědců australské Monash University vypracovala postup, s nímž je možné tyto události zachytit v šumu časoprostoru. Doposud pro nás nebyly viditelné, ale s novou technikou je vystopujeme. Mohli bychom odhalit tisíce skrytých černých děr. Jejich výzkum zveřejnil časopis Physical Review X.

Eric Thrane a Rory Smith byli při tom, když gravitační observatoř LIGO detekovala gravitační vlny ze srážky neutronových hvězd i ze srážky černých děr. Doposud jsme takových gravitačních vln z velkolepých srážek zachytili šest. Podle Thraneho ale zachvěje časoprostorem každý den více než 100 tisíc gravitačních vln vesmírných srážek. Jenom jsou příliš slabé na to, aby je jednoznačně detekovala observatoř LIGO nebo Virgo.

Observatoř LIGO. Kredit: Caltech.

Thrane se Smithem vyvinuli novou a citlivější metodu k prohledávání šumu v časoprostoru. S touto metodou je možné „poslouchat“ gravitační vlny z hlubin vesmíru. A podle Thraneho třeba jednou vystopujeme gravitační příboj samotného Velkého třesku. Badatelé si nasimulovali slabé signály splynutí černých děr a hráli si s daty tak dlouho, až se jim povedlo tyto slabé signály vylovit ze simulovaného šumu.

Superpočítač OzSTAR. Kredit: Swinburne University of Technology.

Teď jsou přesvědčeni, že stejným způsobem v blízké budoucnosti vystopují gravitační vlny v reálném šumu. Pokrok v analýze dat jim dal do rukou nástroje, s nimiž mohou detekovat gravitační vlny v šumu, kde zatím nikdo předtím neuspěl. Tento postup je asi tisíckrát citlivější, než stávající detekce gravitační vln.

S hledáním gravitačních vln jim pomůže nový superpočítač za 4 miliony dolarů, který nedávno spustila australská Swinburne University of Technology. Jeho jméno je OzSTAR a Thrane se Smithem ho využijí k prosívání gravitačních dat observatoře LIGO. OzSTAR s výkonem 1,2 petoflops je jiná liga oproti obvyklým počítačům vědecké komunity LIGO. Nepoužívá tradiční CPU, ale spíše GPU, tedy grafické procesory. V některých aplikacích jsou totiž GPU dramaticky rychlejší. Podle Smithe má OzSTAR slušný potenciál pro velké objevy v gravitační astronomii.

Video:  The detection of gravitational waves / Eric Thrane


Video: Swinburne Launches OzSTAR Supercomputer


Literatura
Monash University 12. 4. 2018, Physical Review X online 27. 2. 2018.