宇宙空間背景嗡嗡聲可能揭示隱藏的黑洞

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深空不像我們所想像的那樣沉寂。每隔幾分鐘一對黑洞就會相互碰撞。這些大災難在時空結構中釋放出漣漪，稱為引力波。現在莫納什大學的科學家們已經開發出一種方法來聆聽這些事件。黑洞合併的引力波在引力波探測器收集的數據中留下了獨特的呼呼聲音。這項新技術預計將揭示數千個先前隱藏黑洞的存在，分辨出它們微弱的呼呼。去年是21世紀最大的天文發現之一，LIGO科學合作(LSC)和室女合作研究人員測量了一對合併中子星的引力波。

一個超級計算機模擬合併黑洞發射引力波的可視化圖，圖片：NASA/C. Henze

Drs埃里克Thrane和羅里史密斯弧卓越中心的引力波發現(OzGrav)和莫納什大學,是團隊的一部分參與去年的發現和也的一部分團隊參與第一引力波的探測，發現在2015年，當產生的時空結構波動兩個黑洞的碰撞在遙遠的宇宙第一次親眼目睹證實1915年愛因斯坦的廣義相對論。

到目前為止LIGO和處女座的合作已經確定了6個引力波的事件。然而根據Thrane博士的說法，每年有超過10萬次的引力波事件對LIGO和處女座來說太微弱，以至於無法明確地探測到。這些合併的引力波結合形成了一個引力波背景。雖然個別事件不能單獨解決，但研究人員多年來一直在尋找這種「安靜的」引力波嗡嗡聲。

在美國期刊《物理評論X》(Physical Review X)的一篇具有里程碑意義的論文中，兩位研究人員開發出了一種新的、更靈敏的搜索引力波背景的方法。測量引力波的背景可以讓我們在很遠的地方研究黑洞的數量，有一天這種技術可以讓我們看到來自大爆炸的引力波，隱藏在黑洞和中子星的引力波後面。研究人員對微弱的黑洞信號進行了計算機模擬，收集了大量的數據，直到他們確信在模擬數據中是微弱的，但卻是黑洞合併的確鑿證據。

史密斯博士樂觀地認為，該方法在應用於真實數據時將產生檢測結果。根據史密斯博士的說法，最近數據分析的改善將使人們能夠發現「人們花了幾十年尋找的東西」。這種新方法估計要高出一千倍的靈敏度，這將使長期以來尋求的目標觸手可及。

更重要的是，研究人員將獲得一個新的400萬美元的超級計算機，上個月(3月)在Swinburne技術大學啟動。這台名為OzSTAR的計算機將被科學家用來尋找LIGO數據中的引力波。這台超級計算機將允許ozg的研究人員嘗試這些具有里程碑意義的發現。它比1998年在該機構建造的第一台超級計算機強大125000倍。

根據史密斯博士的說法，在LIGO使用的13000多台計算機中，OzStar計算機與大多數計算機不同，包括加州理工學院和麻省理工學院的計算機。OzStar使用圖形處理器單元(gpu)，而不是傳統的中央處理器(cpu)。對於某些應用程序，gpu的速度要快數百倍。通過利用GPUs的力量，OzStar有可能在引力波天文學中有重大發現。

博科園-科學科普｜參考期刊：物理評論X｜來自：莫納什大學

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