Forskare som hoppas kunna tolka data bättre från upptäckten av gravitationsvågor som genereras av kollisionen av binära svarta hål vänder sig till allmänheten för att få hjälp.

West Virginia University biträdande professor Zachariah Etienne leder vad som snart kommer att bli en global volontär datoransträngning. Allmänheten kommer att bjudas in att låna ut sina egna datorer för att hjälpa forskarvärlden att låsa upp hemligheterna som finns i gravitationsvågor som observeras när svarta hål slås samman.

LIGO:s första upptäckt av gravitationsvågor från kolliderande svarta hål 2015 öppnade ett nytt fönster på universum, gör det möjligt för forskare att observera kosmiska händelser som sträcker sig över miljarder år och att bättre förstå universums sammansättning. För många forskare, Upptäckten underblåste också en expansion av ansträngningarna att mer noggrant testa teorierna som hjälper till att förklara hur universum fungerar – med särskilt fokus på att dra slutsatser om så mycket information som möjligt om de svarta hålen före kollision.

Först förutspåddes av Albert Einstein 1916, gravitationsvågor är krusningar eller störningar i rum-tid som kodar viktig information om föränderliga gravitationsfält.

Sedan upptäckten 2015, LIGO och Jungfrun har upptäckt gravitationsvågor från ytterligare åtta svarta hålskollisioner. Den här månaden, LIGO och Jungfrun började nya observationskörningar med oöverträffad känslighet.

"När våra gravitationsvågsdetektorer blir känsligare, vi kommer att behöva utöka våra ansträngningar avsevärt för att förstå all information som kodas i gravitationsvågor från kolliderande binära svarta hål, ", sa Etienne. "Vi vänder oss till allmänheten för att hjälpa till med dessa ansträngningar, som innebär att man genererar ett aldrig tidigare skådat antal självständiga simuleringar av dessa extremt energiska kollisioner. Detta kommer verkligen att vara en inkluderande ansträngning, och vi hoppas särskilt kunna inspirera nästa generation av forskare inom detta växande område av gravitationsvågastrofysik."

Hans team - och det vetenskapliga samfundet i allmänhet - behöver datorkapacitet för att köra de simuleringar som krävs för att täcka alla möjligheter relaterade till egenskaperna och annan information som finns i gravitationsvågor.

"Varje stationär dator kommer att kunna utföra en enda simulering av kolliderande svarta hål, " sa Etienne. Genom att söka allmänhetens engagemang genom att använda ett stort antal personliga stationära datorer, Etienne och andra hoppas kunna dramatiskt öka genomströmningen av de teoretiska gravitationsvågsförutsägelser som behövs för att extrahera information från observationer av kollisionerna.

Svarta hål är kända för att innehålla två fysiska storheter:spinn och massa. Snurra, till exempel, kan sedan delas upp ytterligare i riktning och hastighet. Etiennes kollegor, därför, undersöker totalt åtta parametrar när LIGO eller Virgo upptäcker vågor från en kollision av två svarta hål.

"Simuleringarna vi behöver utföra, med allmänhetens hjälp, är utformade för att fylla stora luckor i vår kunskap om gravitationsvågor från dessa kollisioner genom att täcka så många möjligheter vi kan för dessa åtta parametrar. De nuvarande simuleringskatalogerna för svarta hål är alldeles för små för att på rätt sätt täcka detta stora utrymme av möjligheter, sa Etienne.

"Detta arbete syftar till att tillhandahålla en kritisk tjänst till det vetenskapliga samfundet:en aldrig tidigare skådad stor katalog av självöverensstämmande teoretiska förutsägelser för vilka gravitationsvågor som kan observeras från kollisioner med svarta hål. Dessa förutsägelser antar att Einsteins gravitationsteori, allmän relativitetsteori, stämmer, och kommer därför att ge djupare insikter i denna vackra och komplexa teori. Bara för att ge dig en uppfattning om dess betydelse - om effekterna av Einsteins relativitetsteori inte togs med i beräkningen, GPS-systemen skulle vara avstängda med kilometer per dag, bara för att nämna ett exempel."

Etienne och hans team bygger en webbplats med nedladdningsbar programvara baserad på samma Berkeley Open Infrastructure for Network Computing, eller BOINC, system som används för SETI@Home-projektet och andra vetenskapliga tillämpningar. Det kostnadsfria mellanprogramsystemet är utformat för att hjälpa till att utnyttja processorkraften hos tusentals persondatorer över hela världen. West Virginia-teamet har döpt sitt projekt till BlackHoles@Home och förväntar sig att det kommer igång senare i år.

De har redan etablerat en webbplats där allmänheten kan börja lära sig mer om insatsen:https://math.wvu.edu/~zetienne/SENR/.