科研工作者們希望更好地理解通過偵測雙黑洞碰撞產生的引力波所帶來的資料,現在,他們希望得到你的幫助。
西維吉尼亞大學助理教授Zachariah Etienne正在領導著一個即將成為全球志願計算的項目:公眾可以將自己的電腦「借」給科學界,來助力解鎖黑洞相撞時引力波里的祕密。團隊將他們的項目命名為「家中黑洞」(BlackHoles@Home),並且希望在今年底將其上線。
LIGO在2015年首次成功從黑洞碰撞中探測到引力波,從此打開了觀察宇宙的新視窗。這使得科學家們能夠通過觀察持續數十億年的宇宙現象來更好地理解宇宙的構造。這個發現也足以使得很多科學家們更徹底的檢驗之前推測的宇宙運行原理。其中很重要的一個方式就是在黑洞碰撞前盡可能用理論推測相關的資訊,然後在探測中進行檢驗。
愛因斯坦於1916年首次預測了引力波是時空漣漪,且其中含有關於引力場改變的重要資訊。自從2015年的首次成功探測,LIGO和Virgo又探測到了另外八次黑洞碰撞。這個月,LIGO和Virgo將開始在史無前例的靈敏度下進行新的探測。
「隨著我們的引力波探測器變得越來越靈敏,我們將需要更多的計算力來理解更多雙黑洞碰撞合併產生的引力波中所含有的資訊」,Etienne說道,「所以我們將會向公眾尋求幫助,其中包括生成大量自洽高能碰撞的模擬。我們需要盡可能多的說明,並且我們希望通過這個項目來激起未來更多的科學家們投入新興的引力波天體物理研究領域。」
他的團隊,乃至於整個科學界,都需要更多的計算力來窮盡引力波所有可能的相關性質和資訊。
Etienne表示:「每一台桌上型電腦都能夠用來進行一次黑洞碰撞模擬。」
Etienne和其他的科研工作者們希望通過讓公眾們參與科研專案來大幅增加引力波的理論預測數量,從而提高實際碰撞觀測中能夠提取的資訊。黑洞有著兩個物理量:旋轉與品質。而旋轉又可以被分解為方向和速度。因此,在LIGO或Virgo偵測雙黑洞碰撞產生的波時,Etienne的同事們總共會檢測8個參數。
Etienne補充道:「這些通過公眾實現的模擬將會盡可能多的涵蓋8個參數的可能情形,從而填補關於此類碰撞所產生引力波的知識空白。目前的黑洞類比資料量對於所有可能的情形來說實在太小了。」
「這項工作將是科學界的強大助力,將會提供大量自洽雙黑洞碰撞引力波的理論預測。值得一提的是,這些預測均基於愛因斯坦引理論、廣義相對論的正確性,所以驗證它們將會給這些複雜而又美麗的理論帶來新的見解。可能你會覺得這些理論離我們很遙遠,但其實他們就在我們的身邊。比如如果沒有愛因斯坦相對論的影響,我們的GPS系統將會每天偏離一公里。」
Etienne和他的團隊正在建立一個網站以供大家下載軟體。這個軟體與此前的「搜尋地外文明計畫」(SETI@Home)一樣,將基於伯克利開放式網路計算平臺BOINC,可以利用全球成千上萬台個人電腦來進行計算。