L'espace lointain n'est pas aussi silencieux qu'on a pu le croire. Toutes les quelques minutes, une paire de trous noirs s'entrechoquent. Ces cataclysmes libèrent des ondulations dans le tissu de l'espace-temps connues sous le nom d'ondes gravitationnelles. Maintenant, les scientifiques de l'Université Monash ont développé un moyen d'écouter ces événements. Les ondes gravitationnelles des fusions de trous noirs impriment un son de coqueluche distinctif dans les données collectées par les détecteurs d'ondes gravitationnelles. La nouvelle technique devrait révéler la présence de milliers de trous noirs auparavant cachés en détachant leurs faibles cris d'une mer d'électricité statique.

L'année dernière, dans l'une des plus grandes découvertes astronomiques du 21ème siècle, Les chercheurs de la LIGO Scientific Collaboration (LSC) et de la Virgo Collaboration ont mesuré les ondes gravitationnelles d'une paire d'étoiles à neutrons en fusion.

Drs Eric Thrane et Rory Smith, du Centre d'excellence ARC pour la découverte des ondes gravitationnelles (OzGrav) et de l'Université Monash, faisaient partie de l'équipe impliquée dans la découverte de l'année dernière et faisaient également partie de l'équipe impliquée dans la détection de la première découverte d'ondes gravitationnelles en 2015, lorsque des ondulations dans le tissu de l'espace-temps générées par la collision de deux trous noirs dans l'Univers lointain ont été observées pour la première fois, confirmant la théorie générale de la relativité d'Albert Einstein de 1915.

À ce jour, il y a eu six confirmés, ou plaqué or, événements d'ondes gravitationnelles annoncés par les collaborations LIGO et Virgo. Cependant il y a, selon le Dr Thrane, plus de 100, 000 événements d'ondes gravitationnelles chaque année trop faibles pour que LIGO et Virgo puissent les détecter sans ambiguïté. Les ondes gravitationnelles de ces fusions se combinent pour créer un fond d'ondes gravitationnelles. Alors que les événements individuels qui y contribuent ne peuvent pas être résolus individuellement, les chercheurs ont cherché pendant des années à détecter ce léger bourdonnement d'ondes gravitationnelles.

Dans un article phare du journal américain, Examen physique X , les deux chercheurs ont développé une nouvelle, manière plus sensible de rechercher le fond des ondes gravitationnelles.

« Mesurer le fond des ondes gravitationnelles nous permettra d'étudier des populations de trous noirs à de grandes distances. Un jour, la technique peut nous permettre de voir les ondes gravitationnelles du Big Bang, caché derrière les ondes gravitationnelles des trous noirs et des étoiles à neutrons, " a déclaré le Dr Thrane.

Les chercheurs ont développé des simulations informatiques de faibles signaux de trous noirs, collecter des masses de données jusqu'à ce qu'ils soient convaincus que - dans les données simulées - était faible, mais des preuves sans ambiguïté de fusions de trous noirs. Le Dr Smith est optimiste quant au fait que la méthode produira une détection lorsqu'elle sera appliquée à des données réelles. Selon le Dr Smith, les récentes améliorations de l'analyse des données permettront de détecter « ce que les gens ont cherché pendant des décennies ». La nouvelle méthode est estimée mille fois plus sensible, ce qui devrait permettre d'atteindre l'objectif tant recherché.

Surtout, les chercheurs auront accès à un nouveau superordinateur de 4 millions de dollars, lancé le mois dernier (mars) à l'Université de technologie de Swinburne. L'ordinateur, appelé OzSTAR, sera utilisé par les scientifiques pour rechercher les ondes gravitationnelles dans les données LIGO.

Selon le directeur d'OzGRav, Professeur Matthew Bailes, le supercalculateur permettra aux chercheurs d'OzGrav de tenter ce genre de découvertes marquantes.

« Il est 125, 000 fois plus puissant que le premier supercalculateur que j'ai construit à l'institution en 1998."

L'ordinateur OzStar diffère de la plupart des plus de 13, 000 ordinateurs utilisés par la communauté LIGO, selon le Dr Smith, y compris ceux de CalTech et du MIT. OzStar utilise des processeurs graphiques (GPU), plutôt que des unités centrales de traitement (CPU) plus traditionnelles. Pour certaines applications, Les GPU sont des centaines de fois plus rapides. "En exploitant la puissance des GPU, OzStar a le potentiel de faire de grandes découvertes dans l'astronomie des ondes gravitationnelles, " a déclaré le Dr Smith.