物理学家需要你的帮助,在家就可以分析引力波

科研工作者们希望更好地理解通过侦测双黑洞碰撞产生的引力波所带来的数据,现在,他们希望得到你的帮助。

西弗吉尼亚大学助理教授 Zachariah Etienne 正在领导着一个即将成为全球志愿计算的项目:公众可以将自己的电脑“借”给科学界,来助力解锁黑洞相撞时引力波里的秘密。团队将他们的项目命名为“家中黑洞”( BlackHoles@Home ),并且希望在今年底将其上线。

LIGO 在 2015 年首次成功从黑洞碰撞中探测到引力波,从此打开了观察宇宙的新窗口。这使得科学家们能够通过观察持续数十亿年的宇宙现象来更好地理解宇宙的构造。这个发现也足以使得很多科学家们更彻底的检验之前推测的宇宙运行原理。其中很重要的一个方式就是在黑洞碰撞前尽可能用理论推测相关的信息,然后在探测中进行检验。

图丨BlackHoles @ Home 项目使用高效的模拟网格,因此可以在台式计算机上建模。黑点代表两个不同质量黑洞的视界(来源:Z.Etienne / WVU)

爱因斯坦于 1916 年首次预测了引力波是时空涟漪,且其中含有关于引力场改变的重要信息。自从 2015 年的首次成功探测,LIGO 和 Virgo 又探测到了另外八次黑洞碰撞。这个月,LIGO 和 Virgo 将开始在史无前例的灵敏度下进行新的探测。

“随着我们的引力波探测器变得越来越灵敏,我们将需要更多的计算力来理解更多双黑洞碰撞合并产生的引力波中所含有的信息”,Etienne 说道,“所以我们将会向公众寻求帮助,其中包括生成大量自洽高能碰撞的模拟。我们需要尽可能多的帮助,并且我们希望通过这个项目来激起未来更多的科学家们投入新兴的引力波天体物理研究领域。”

他的团队,乃至于整个科学界,都需要更多的计算力来穷尽引力波所有可能的相关性质和信息。

Etienne 表示:“每一台台式电脑都能够用来进行一次黑洞碰撞模拟。”

Etienne 和其他的科研工作者们希望通过让公众们参与科研项目来大幅增加引力波的理论预测数量,从而提高实际碰撞观测中能够提取的信息。黑洞有着两个物理量:旋转与质量。而旋转又可以被分解为方向和速度。因此,在 LIGO 或 Virgo 侦测双黑洞碰撞产生的波时,Etienne 的同事们总共会检测 8 个参量。

Etienne 补充道:“这些通过公众实现的模拟将会尽可能多的涵盖 8 个参量的可能情形,从而填补关于此类碰撞所产生引力波的知识空白。目前的黑洞模拟数据量对于所有可能的情形来说实在太小了。

“这项工作将是科学界的强大助力,将会提供大量自洽双黑洞碰撞引力波的理论预测。值得一提的是,这些预测均基于爱因斯坦引理论、广义相对论的正确性,所以验证它们将会给这些复杂而又美丽的理论带来新的见解。可能你会觉得这些理论离我们很遥远,但其实他们就在我们的身边。比如如果没有爱因斯坦相对论的影响,我们的 GPS 系统将会每天偏离一公里。”

Etienne 和他的团队正在建立一个网站以供大家下载软件。这个软件与此前的“搜寻地外文明计划”(SETI@Home )一样,将基于伯克利开放式网络计算平台 BOINC,可以利用全球成千上万台个人电脑来进行计算。

与此同时,他们也创建了一个可供公众们了解这个项目的网站:https://math.wvu.edu/~zetienne/SENR/。

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编辑:滕烨 责编:黄珊

参考:

https://phys.org/news/2019-04-diy-gravitational-blackholeshome.html

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