Les ondes gravitationnelles sont prédites par la théorie générale de la relativité d'Einstein en 1916, mais elles sont notoirement difficiles à détecter et il a fallu plusieurs décennies pour se rapprocher de leur observation. Maintenant, avec l'aide d'un supercalculateur nommé SUGAR (Syracuse University Gravitational and Relativity Cluster), deux années de données collectées par le Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) seront analysées pour trouver des ondes gravitationnelles. Une fois détecté, il est à espérer que l'emplacement de certaines des collisions et explosions les plus puissantes de l'Univers sera trouvé, peut-être même en entendant la sonnerie distante des trous noirs célestes…
Les ondes gravitationnelles se déplacent à la vitesse de la lumière et se propagent à travers le cosmos. Comme des ondulations à la surface d'un étang de taille universelle, ils s'éloignent de leur point d'origine et doivent être détectés lorsqu'ils traversent le tissu de l'espace-temps, en passant par notre voisinage cosmique. Les ondes gravitationnelles sont générées par des événements stellaires massifs tels que les supernovae (lorsque des étoiles géantes manquent de carburant et explosent) ou des collisions entre des objets halo compacts astrophysiques massifs (MACHO) comme des trous noirs ou des étoiles à neutrons. Théoriquement, ils devraient être générés par tout corps suffisamment massif de l'Univers oscillant, se propageant ou entrant en collision.
LIGO, un projet conjoint très ambitieux de 365 millions de dollars (financé par la National Science Foundation) entre le MIT et Caltech fondé par Kip Thorne, Ronald Drever et Rainer Weiss, a commencé à prendre des données en 2005. LIGO utilise un interféromètre laser pour détecter le passage des ondes gravitationnelles. Lorsqu'une onde traverse l'espace-temps local, le laser doit être légèrement déformé, permettant à l'interféromètre de détecter une fluctuation espace-temps. Après deux ans de collecte des données du LIGO, la recherche des signatures d'ondes gravitationnelles peut commencer. Mais comment LIGO peut-il détecter les ondes générées par les trous noirs? C'est là qu'intervient le SUCRE.
Le professeur adjoint de l'Université de Syracuse, Duncan Brown, et ses collègues du projet Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) (une collaboration avec Caltech et Cornell University), assemblent SUGAR dans le but de simuler la collision de deux trous noirs. C'est une situation tellement complexe qu'un réseau de 80 ordinateurs, contenant 320 processeurs avec 640 gigaoctets de RAM est nécessaire pour calculer la collision et la création d'ondes gravitationnelles (à titre de comparaison, l'ordinateur portable sur lequel je tape possède un processeur avec deux Gigaoctets de RAM…). Brown dispose également de 96 téraoctets d'espace sur le disque dur sur lesquels stocker les données LIGO que SUGAR analysera. Ce sera une ressource énorme pour l'équipe SXS, mais elle sera nécessaire pour calculer les équations de relativité d'Einstein.
“Rechercher des ondes gravitationnelles, c'est comme écouter l'univers. Différents types d'événements produisent différents modèles d'ondes. Nous voulons essayer d'extraire un motif d'onde - un son spécial - qui correspond à notre modèle à partir de tout le bruit dans les données LIGO. " - Duncan Brown
En combinant les capacités d'observation de LIGO et la puissance de calcul de SUGAR (caractérisant la signature des ondes gravitationnelles des trous noirs), peut-être des preuves directes des ondes gravitationnelles peuvent être trouvées; faire le premier direct observations de trous noirs possibles en «écoutant» les ondes gravitationnelles qu'elles produisent.
Source: Science Daily
