הגילוי הראשון אי פעם של גלי הכבידה (שהתרחש בספטמבר 2015) עורר מהפכה באסטרונומיה. לא רק שאירוע זה אישר תיאוריה שחזתה תיאוריית היחסות הכללית של איינשטיין מאה שנה לפני כן, היא גם החלה לעידן חדש בו ניתן היה ללמוד את מיזוגיהם של חורים שחורים רחוקים, סופרנובות וכוכבי נויטרונים על ידי בחינת הגלים שהתקבלו.
בנוסף, מדענים עיוניים כי מיזוגים של חור שחור למעשה יכולים להיות נפוצים בהרבה ממה שחשבו בעבר. על פי מחקר חדש שנערך על ידי זוג חוקרים מאוניברסיטת מונאש, מיזוגים אלה מתרחשים אחת לכמה דקות. על ידי האזנה לרעש הרקע של היקום, לטענתם, יכולנו למצוא עדויות לאלפי אירועים שלא נתגלו בעבר.
המחקר שלהם, שכותרתו "חיפוש אופטימאלי ברקע גל-כבד אסטרופיזי", הופיע לאחרונה בכתב העת. סקירה גופנית X. המחקר נערך על ידי רורי סמית 'ואריק תראנה, מרצה בכיר ועמית מחקר באוניברסיטת מונאש, בהתאמה. שני החוקרים חברים גם במרכז ARC Center of Excellence for Discovery Wave Gravitational Wave (OzGrav).
כפי שהם קובעים במחקרם, כל 2 עד 10 דקות, זוג חורים שחורים המוניים בכוכבים מתמזגים אי שם ביקום. חלק קטן מאלו גדולים מספיק בכדי שניתן יהיה לאתר את אירוע הגל הכבידתי המתקבל באמצעות מכשירים מתקדמים כמו מצפה הכוכבים של גל אינטרפרומטר לייזר ומצפה הכוכבים בתולים. עם זאת, השאר תורמים למעין רעשי רקע סטוכסטיים.
על ידי מדידת רעש זה, יתכן שמדענים יוכלו ללמוד הרבה יותר בדרך של אירועים וללמוד הרבה יותר על גלי כבידה. כפי שהסביר ד"ר תראיין בהצהרת עיתונאים מאוניברסיטת מונאש:
"מדידת הרקע של גל הכבידה תאפשר לנו ללמוד אוכלוסיות של חורים שחורים במרחקים עצומים. יום אחד הטכניקה עשויה לאפשר לנו לראות גלי כבידה מהמפץ הגדול, מוסתרים מאחורי גלי כבידה מחורים שחורים וכוכבי נויטרונים. "
ד"ר סמית ותראן אינם חובבים כשמדובר במחקר גלי כבידה. בשנה שעברה, שניהם היו מעורבים בפריצת דרך משמעותית, בה חוקרים של LIGO Scientific Collaboration (LSC) ושיתוף הפעולה בתולה מדדו גלי כבידה מזוג כוכבי נויטרונים המתמזגים. זו הייתה הפעם הראשונה שנצפה מיזוג כוכבי נויטרונים (aka kilonova) גם בגלי הכבידה וגם באור הנראה.
הזוג היה גם חלק מצוות ה- LIGO המתקדם שביצע את הגילוי הראשון של גלי הכבידה בספטמבר 2015. עד כה אושרו שש אירועי גלי כבידה שאושרו על ידי שיתופי הפעולה בין LIGO ו- Virgo. אך לדברי ד"ר ת'ראנה וסמית ', יתכנו 100,000 אירועים מדי שנה שגלאים אלה פשוט אינם מצוידים לטפל בהם.
הגלים הללו הם אלו שמתאחדים בכדי ליצור רקע גלי כבידה; ובעוד שהאירועים האישיים עדינים מכדי שניתן יהיה לאתר אותם, החוקרים מנסים לפתח שיטה לגילוי הרעש הכללי במשך שנים. בהסתמך על שילוב של הדמיות ממוחשבות של אותות חור שחור קלוש והמוני נתונים מאירועים ידועים, ד"ר. תראנה וסמית 'טוענים שהם עשו בדיוק את זה.
מכאן הצליחו הזוג להפיק אות בתוך הנתונים המדומים שלדעתם הם עדות למיזוגים חלשים של חור שחור. במבט קדימה, ד"ר תראנה וסמית 'מקווים ליישם את השיטה החדשה שלהם על נתונים אמיתיים, והם אופטימיים שהיא תניב תוצאות. לחוקרים תהיה גם גישה למחשב העל החדש של OzSTAR, שהותקן בחודש שעבר באוניברסיטת סווינבורן לטכנולוגיה כדי לסייע למדענים לחפש גלי כבידה בנתוני LIGO.
מחשב זה שונה מהמחשבים המשמשים את קהילת LIGO, הכוללת את מחשבי העל ב- CalTech ו- MIT. במקום להסתמך על יחידות עיבוד מרכזיות מסורתיות יותר (CPU), OzGrav משתמש ביחידות מעבד גרפי - שיכולות להיות מהיר פי מאות עבור יישומים מסוימים. לדברי פרופ 'מתיו ביילס, מנהל מחשב העל OzGRav:
"הוא חזק פי 125,000 ממחשב העל הראשון שבניתי במוסד בשנת 1998 ... על ידי רתימת כוחם של ה- GPUs, ל- OzStar יש פוטנציאל לגלות תגליות גדולות באסטרונומיה של גל הכבידה."
מה שהרשים במיוחד בחקר גלי הכבידה הוא איך זה התקדם כל כך מהר. החל מהגילוי הראשוני בשנת 2015, מדענים ממגוון LIGO ו- Virgo אישרו כעת שישה אירועים שונים וצפויים לאתר עוד רבים. נוסף על כך, אסטרופיסיקאים אפילו מוצאים דרכים להשתמש בגלי כבידה בכדי ללמוד עוד על התופעות האסטרונומיות הגורמות להן.
כל זה התאפשר הודות לשיפורים במכשור ושיתוף הפעולה ההולך וגובר בין המצפים. ועם שיטות מתוחכמות יותר שנועדו לנפות נתונים ארכיוניים לאותות נוספים ורעשי רקע, אנו עומדים ללמוד הרבה יותר על כוח קוסמי מסתורי זה.
