Den nya superdatorn "Minerva" från divisionen "Astrofysisk och kosmologisk relativitet" vid Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute) i Potsdam-Golm. Upphovsman:A. Okulla/Max Planck Institute for Gravitational Physics
Den nya superdatorn "Minerva" har tagits i drift vid Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute, A E I). Med 9, 504 beräkningskärnor, 38 TeraByte -minne och en topprestanda på 302,4 TeraFlop/s det är mer än sex gånger så kraftfullt som föregångaren. Forskarna vid avdelningen "Astrofysisk och kosmologisk relativitet" kan nu beräkna betydligt fler gravitationella vågformer och även utföra mer komplexa simuleringar.
Framför allt, det nya datorklusteret - uppkallat efter den romerska visdomsgudinnan - används för beräkning av gravitationella vågformer. Dessa krusningar i rymdtid - mätt för första gången direkt i september 2015 - har sitt ursprung när massiva föremål som svarta hål och neutronstjärnor smälter samman. Att få de exakta formerna för de utsända gravitationsvågorna kräver numerisk lösning av Einsteins komplicerade, olinjära fältekvationer på superdatorer som Minerva. AEI har varit i framkant inom detta område i många år och dess forskare har gjort viktiga bidrag till handelns mjukvaruverktyg.
Att spåra svaga signaler i detektorernas bakgrundsljud och dra slutsatser om astrofysiska och kosmologiska egenskaper hos deras källor kräver beräkning av sammanslagningar av många olika binära system som binära svarta hål eller par av en neutronstjärna och ett svart hål, med olika kombinationer av massförhållanden och individuella snurr.
"Sådana beräkningar kräver mycket beräkningskraft och är mycket tidskrävande. Simuleringen av den första gravitationsvågen mätt av LIGO varade i tre veckor-på vår tidigare superdator Datura, "säger AEI -direktören professor Alessandra Buonanno." Minerva är betydligt snabbare och så kan vi nu reagera ännu snabbare på nya upptäckter och kan beräkna fler signaler. "
Numerisk simulering av gravitationsvågshändelsen GW151226 associerad med en binär koalescens med svart hål. Gravitationsvågens styrka indikeras av höjd och färg, med cyan som indikerar svaga fält och orange som indikerar starka fält. Storleken på de svarta hålen samt avståndet mellan de två föremålen ökas med en faktor två för att förbättra synligheten. Färgerna på de svarta hålen representerar deras lokala deformation på grund av deras inneboende rotation (snurr) och tidvatten. Kredit:Numerisk-relativistisk simulering:S. Ossokine, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics) och projektet Simulering av eXtreme Spacetime; vetenskaplig visualisering:T. Dietrich, R. Haas (Max Planck Institute for Gravitational Physics)
Redo för gravitationsvågdetektornas andra vetenskapliga körning
Gravitationsvågdetektorerna Advanced LIGO i USA (aLIGO) och GEO600 i Ruthe nära Hannover startade sitt andra observationslopp ("O2") den 30 november 2016. aLIGO är nu känsligare än någonsin tidigare:Detektorerna kommer att kunna upptäcka signaler från cirka 20% längre bort jämfört med O1, vilket ökar evenemangstakten med mer än 70%.
Forskare inom divisionen Astrofysisk och kosmologisk relativitet vid AEI har förbättrat aLIGO-detektornas möjligheter att observera och uppskatta parametrar för gravitationsvågskällor före O2. För sökningen efter binära svarta hålfusioner, de har förfinat sina vågformsmodeller med hjälp av en synergi mellan numeriska och analytiska lösningar av Einsteins ekvationer för allmän relativitet. De kalibrerade ungefärliga analytiska lösningar (som kan beräknas nästan omedelbart) med exakta numeriska lösningar (som tar mycket lång tid även på kraftfulla datorer).
Detta gör att AEI -forskarna kan använda den tillgängliga datorkraften mer effektivt och att söka snabbare och upptäcka fler potentiella signaler från sammanslagning av svarta hål i O2, och för att bestämma arten av deras källor. AEI -forskare har också förberett simuleringar av sammanslagning av binära binärer mellan neutronstjärnor och bosonstjärnor. Dessa kan observeras samtidigt i elektromagnetisk och gravitationsstrålning, och kan ge nya exakta tester av Einsteins teori om allmän relativitet.
