Les chercheurs qui espèrent mieux interpréter les données de détection des ondes gravitationnelles générées par la collision de trous noirs binaires se tournent vers le public pour obtenir de l'aide.

Le professeur assistant de l'Université de Virginie-Occidentale, Zachariah Etienne, dirige ce qui deviendra bientôt un effort informatique mondial bénévole. Le public sera invité à prêter ses propres ordinateurs pour aider la communauté scientifique à percer les secrets contenus dans les ondes gravitationnelles observées lors de l'écrasement des trous noirs.

La première détection par LIGO d'ondes gravitationnelles provenant de la collision de trous noirs en 2015 a ouvert une nouvelle fenêtre sur l'univers, permettant aux scientifiques d'observer des événements cosmiques s'étalant sur des milliards d'années et de mieux comprendre la composition de l'Univers. Pour de nombreux scientifiques, la découverte a également alimenté l'expansion des efforts visant à tester de manière plus approfondie les théories qui aident à expliquer le fonctionnement de l'univers, en mettant particulièrement l'accent sur la déduction d'autant d'informations que possible sur les trous noirs avant leur collision.

Prédit pour la première fois par Albert Einstein en 1916, les ondes gravitationnelles sont des ondulations ou des perturbations dans l'espace-temps qui codent des informations importantes sur les champs gravitationnels changeants.

Depuis la découverte de 2015, LIGO et Virgo ont détecté des ondes gravitationnelles provenant de huit collisions de trous noirs supplémentaires. Ce mois-ci, LIGO et Virgo ont commencé de nouvelles séquences d'observation à des sensibilités sans précédent.

"Comme nos détecteurs d'ondes gravitationnelles deviennent plus sensibles, nous allons devoir étendre considérablement nos efforts pour comprendre toutes les informations codées dans les ondes gravitationnelles provenant de la collision des trous noirs binaires, " a déclaré Etienne. " Nous nous tournons vers le grand public pour aider à ces efforts, qui impliquent de générer un nombre sans précédent de simulations auto-cohérentes de ces collisions extrêmement énergétiques. Ce sera vraiment un effort inclusif, et nous espérons particulièrement inspirer la prochaine génération de scientifiques dans ce domaine en pleine croissance de l'astrophysique des ondes gravitationnelles."

Son équipe - et la communauté scientifique en général - a besoin de capacités de calcul pour exécuter les simulations nécessaires pour couvrir toutes les possibilités liées aux propriétés et autres informations contenues dans les ondes gravitationnelles.

"Chaque ordinateur de bureau sera capable d'effectuer une seule simulation de collision de trous noirs, " a déclaré Etienne. En sollicitant la participation du public par l'utilisation d'un grand nombre d'ordinateurs de bureau personnels, Etienne et d'autres espèrent augmenter considérablement le débit des prédictions théoriques des ondes gravitationnelles nécessaires pour extraire les informations des observations des collisions.

Les trous noirs sont connus pour contenir deux quantités physiques :le spin et la masse. Tournoyer, par exemple, peut ensuite être décomposé en direction et vitesse. les collègues d'Etienne, donc, examinent un total de huit paramètres lorsque LIGO ou Virgo détectent les ondes d'une collision de deux trous noirs.

« Les simulations que nous devons effectuer, avec l'aide du public, sont conçus pour combler de grandes lacunes dans nos connaissances sur les ondes gravitationnelles de ces collisions en couvrant autant de possibilités que possible pour ces huit paramètres. Les catalogues actuels de simulation de trous noirs sont bien trop petits pour couvrir correctement ce large espace de possibilités, ", a déclaré Etienne.

"Ce travail vise à fournir un service essentiel à la communauté scientifique :un vaste catalogue sans précédent de prédictions théoriques cohérentes sur les ondes gravitationnelles pouvant être observées à partir de collisions de trous noirs. Ces prédictions supposent que la théorie de la gravité d'Einstein, relativité générale, est correct, et fournira donc des informations plus approfondies sur cette théorie magnifique et complexe. Juste pour vous donner une idée de son importance - si les effets de la théorie de la relativité d'Einstein n'étaient pas pris en compte, Les systèmes GPS seraient décalés de kilomètres par jour, pour ne citer qu'un exemple."

Etienne et son équipe construisent un site Web avec un logiciel téléchargeable basé sur la même infrastructure ouverte de Berkeley pour l'informatique en réseau, ou BOINC, système utilisé pour le projet SETI@Home et d'autres applications scientifiques. Le système middleware gratuit est conçu pour aider à exploiter la puissance de traitement de milliers d'ordinateurs personnels à travers le monde. L'équipe de Virginie-Occidentale a nommé son projet BlackHoles@Home et s'attend à ce qu'il soit opérationnel plus tard cette année.

Ils ont déjà créé un site Web où le public peut commencer à en apprendre davantage sur l'effort :https://math.wvu.edu/~zetienne/SENR/.