تقنية جديدة تكشف آلاف الثقوب السوداء المخفية في الفضاء

الفضاء العميق ليس صامتا كما كنا نعتقد، فكل بضع دقائق يخترق زوج من الثقوب السوداء بعضهما البعض، وهذه الكارثة تطلق تموجات في نسيج الزمكان المعروف باسم موجات الجاذبية، والآن طور العلماء طريقة للاستماع إلى هذه الأحداث، ومن المتوقع أن تكشف التقنية الجديدة عن وجود الآلاف من الثقوب السوداء التي كانت مخفية في السابق .

تقنية جديدة تكشف آلاف الثقوب السوداء المخفية في الفضاء


الفضاء العميق ليس صامتا كما كنا نعتقد، فكل بضع دقائق يخترق زوجان من الثقوب السوداء بعضهما البعض، وهذه الكارثة تطلق تموجات في نسيج الزمكان المعروف باسم موجات الجاذبية، وقد قام علماء من

جامعة موناش

الآن بتطوير طريقة للاستماع إلى هذه الأحداث، حيث أن موجات الجاذبية الناتجة عن اندماجات الثقب الأسود تطلق صوتا مميزا في البيانات التي تجمعها أجهزة الكشف عن موجات الجاذبية، ومن المتوقع أن تكشف التقنية الجديدة عن وجود الآلاف من الثقوب السوداء التي كانت مخبأة في السابق، وذلك عن طريق إثارة هفواتها الباهتة من بحر ثابت .

وفي العام الماضي في أحد أكبر

الاكتشافات الفضائية

في القرن الحادي والعشرين، قام باحثو LIGO Scientific Collaboration و Virgo Collaboration بقياس موجات الجاذبية من زوج من النجوم النيوترونية المدمجة، وكان الدكتور إريك ثرين و روري سميث من مركز ARC للتميز لجاذبية الموجات الجاذبة (OzGrav) وجامعة موناش، جزءا من الفريق المشارك في اكتشاف العام الماضي، وكانا أيضا جزءا من الفريق المشارك في الكشف عن الموجة الجاذبية الأولى، المكتشف في عام 2015، حيث تم العثور على تموجات في نسيج الفضاء، في الوقت الذي تولدت فيه من اصطدام اثنين من الثقوب السوداء في الكون البعيد، مما يؤكد نظرية النسبية العامة عام 1915 الخاصة بألبرت أينشتاين .

حول الدراسة


تتحد موجات الجاذبية من الاندماجات لخلق خلفية موجات الجاذبية، في حين أن الأحداث الفردية التي تسهم في ذلك لا يمكن حلها بشكل فردي، فقد سعى الباحثون لسنوات طويلة للكشف عن هذا الهدوء التفاعلي الموجي، وفي ورقة مميزة في مجلة Physical Review X، طور الباحثان طريقة جديدة أكثر حساسية للبحث عن خلفية موجة الجاذبية .

يقول دكتور ثرين : ” سيسمح لنا قياس خلفية موجات الجاذبية بدراسة مجموعات الثقوب السوداء على مسافات شاسعة، وفي يوم ما قد تمكننا هذه التقنية من رؤية موجات الجاذبية من الانفجار الكبير، مخبأة وراء موجات الثقالة من الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية ” .

حول التقنية الجديدة


طور الباحثون محاكاة حاسوبية لإشارات الثقوب السوداء الخافتة، وجمعوا كميات من البيانات حتى اقتنعوا بأن – البيانات المحاكية – كانت خافتة، ولكنها دليل واضح على اندماجات الثقب الأسود، والدكتور سميث متفائل بأن هذه الطريقة سوف تسفر عن اكتشاف عند تطبيقها على البيانات الحقيقية، ووفقا للدكتور سميث فإن التحسينات الأخيرة في تحليل البيانات ستمكن من اكتشاف ” ما كان الناس قد قضوا عقودا في البحث عنه “، وتعد الطريقة الجديدة أكثر حساسية بألف مرة، مما يجعل الهدف الذي طال البحث عنه في متناول اليد .

الكمبيوتر العملاق OzSTAR


من المهم أن يتمكن الباحثون من الوصول إلى جهاز كمبيوتر عملاق جديد بقيمة 4 ملايين دولار، تم إطلاقه الشهر الماضي ( مارس ) في جامعة سوينبيرن للتكنولوجيا، وسيستخدم العلماء الكمبيوتر المسمى OzSTAR للبحث عن موجات جاذبية في بيانات مرصد  LIGO ” ليغو “، ووفقا لمدير OzGRav البروفيسور ماثيو فإن الكمبيوتر العملاق يسمح لباحثين OzGrav لمحاولة اقتناص هذا النوع من الاكتشافات التاريخية، حيث إنه أقوى بـ 125.000 مرة من الكمبيوتر العملاق الأول الذي تم بناؤه في عام 1998 .

ويختلف الكمبيوتر OzStar عن معظم أجهزة الكمبيوتر التي يزيد عددها عن 13000 مستخدما في مجتمع LIGO، وفقا لما ذكره الدكتور سميث، بما في ذلك أجهزة كمبيوتر CalTech و MIT، ويستخدم OzStar وحدات المعالج الرسومية ( GPUs )، بدلا من وحدات المعالجة المركزية ( CPUs ) الأكثر تقليدية، وبالنسبة لبعض التطبيقات تكون وحدات معالجة الرسوم ( GPU ) أسرع بمئات المرات، يقول الدكتور سميث : ” من خلال تسخير قوة GPUs، فإن OzStar لديه القدرة على إجراء اكتشافات كبيرة في علم الفلك الموجه للجاذبية ” .