В его Общей теории относительности Альберт Эйнштейн предсказал гравитационные волны более чем век назад; в этом году они были обнаружены непосредственно впервые: американский LIGO Обсерватории Гравитационной волны сделал запись таких искривлений в космосе от Земли, которые были вызваны слиянием двух крупных черных дыр. И исследование в области гравитационных волн – и таким образом происхождение вселенной – продолжаются: С 2034 три спутника должны быть запущены в космос в проекте, возглавляемом Европейским космическим агентством (ESA), чтобы измерить гравитационные волны в еще более низких частотных диапазонах от пространства, используя Развитую Лазерную Антенну Пространства Интерферометра (eLISA).До сих пор, однако, не было возможно окончательно предсказать пункт, в котором гравитационные волны вызваны и распространены всюду по пространству, когда галактики сливаются.
Международная команда астрофизиков из Цюрихского университета, Института Космической техники Исламабад, Университет Гейдельберга и китайская Академия наук теперь вычислила это впервые использование обширного моделирования.Намного быстрее, чем ранее принятыйУ каждой галактики есть суперкрупная черная дыра в ее ядре, которое может показать миллионы или даже миллиарды солнечных масс. В реалистическом моделировании вселенной моделировалось слияние двух галактик на примерно 3 миллиарда лет, лежащих относительно друг близко к другу.
При помощи суперкомпьютеров исследователи вычислили время, две центральных черных дыры приблизительно с 100 миллионами солнечных масс должны были испустить сильные гравитационные волны после того, как галактики столкнулись.«Результат удивителен», объясняет Лусио Майер от Института Вычислительной Науки о Цюрихском университете: «Слияние этих двух черных дыр уже вызвало первые гравитационные волны после 10 миллионов лет – приблизительно в 100 раз быстрее, чем ранее принятый».
Годовое суперкомпьютерное вычислениеКомпьютерное моделирование, которое заняло больше чем год, проводилось в Китае, Цюрихе и Гейдельберге. Проект потребовал инновационного вычислительного подхода с различными числовыми кодексами по различным суперкомпьютерам.
В процессе, каждый суперкомпьютер был ответственен за вычисление определенной фазы орбитальной сходимости двух крупных черных дыр и их родительских галактик.По сравнению с предыдущими моделями, отношением между орбитами центральных черных дыр и реалистической структурой родительских галактик был включен в существующее моделирование. «Наши вычисления поэтому позволяют прочный прогноз для сливающегося уровня суперкрупных черных дыр на ранней стадии вселенной», объясняет Майер. «Они могут помочь оценить гравитационные волны eLISA, обязан найти в ближайшем будущем эффективнее».