Pengesanan gelombang graviti pertama (yang berlaku pada bulan September 2015) mencetuskan revolusi dalam astronomi. Acara ini bukan sahaja mengesahkan teori yang diramalkan oleh Teori Relativiti Umum Einstein satu abad sebelumnya, tetapi juga mengantar era baru di mana penggabungan lubang hitam, supernova, dan bintang neutron dapat dikaji dengan memeriksa gelombang yang dihasilkannya.
Di samping itu, para saintis berteori bahawa penggabungan lubang hitam sebenarnya jauh lebih biasa daripada yang difikirkan sebelumnya. Menurut kajian baru yang dilakukan oleh sepasang penyelidik dari Universiti Monash, penggabungan ini berlaku setiap beberapa minit. Dengan mendengarkan latar belakang alam semesta, mereka mendakwa, kita dapat menemui bukti beribu-ribu kejadian yang sebelumnya tidak dapat dikesan.
Kajian mereka, berjudul "Pencarian Optimum untuk Latar Belakang Gelombang Astrofisik-Gravitasi", baru-baru ini muncul di jurnal Kajian Fizikal X. Kajian ini dilakukan oleh Rory Smith dan Eric Thrane, seorang pensyarah kanan dan rakan penyelidik di Universiti Monash, masing-masing. Kedua-dua penyelidik juga merupakan ahli Pusat Kecemerlangan ARC untuk Penemuan Gelombang Graviti (OzGrav).
Seperti yang mereka nyatakan dalam kajian mereka, setiap 2 hingga 10 minit, sepasang lubang hitam berjisim bintang bergabung di suatu tempat di Alam Semesta. Sebilangan kecil dari jumlah ini cukup besar sehingga peristiwa gelombang graviti yang dihasilkan dapat dikesan oleh instrumen canggih seperti Observatori Gelombang-Gelombang Interferometer Laser dan Balai Cerap Virgo. Bagaimanapun, selebihnya menyumbang kepada kebisingan latar belakang stokastik.
Dengan mengukur kebisingan ini, saintis mungkin dapat mempelajari lebih banyak cara kejadian dan mempelajari lebih banyak mengenai gelombang graviti. Seperti yang dijelaskan oleh Dr Thrane dalam kenyataan akhbar Monash University:
"Mengukur latar belakang gelombang graviti akan membolehkan kita mempelajari populasi lubang hitam pada jarak yang sangat jauh. Suatu hari, teknik ini memungkinkan kita melihat gelombang graviti dari Big Bang, tersembunyi di sebalik gelombang graviti dari lubang hitam dan bintang neutron. "
Drs Smith dan Thrane bukan seorang amatur ketika datang ke kajian gelombang graviti. Tahun lalu, mereka berdua terlibat dalam satu kejayaan besar, di mana penyelidik dari LIGO Scientific Collaboration (LSC) dan Virgo Collaboration mengukur gelombang graviti dari sepasang bintang neutron yang bergabung. Ini adalah kali pertama penggabungan bintang neutron (aka kilonova) diperhatikan dalam gelombang graviti dan cahaya yang dapat dilihat.
Pasangan ini juga merupakan sebahagian daripada pasukan Advanced LIGO yang membuat pengesanan gelombang graviti pertama pada bulan September 2015. Sehingga kini, enam peristiwa gelombang graviti yang disahkan telah disahkan oleh LIGO dan Virgo Collaborations. Tetapi menurut Drs Thrane dan Smith, mungkin terdapat sebanyak 100,000 peristiwa yang berlaku setiap tahun yang tidak dapat dikendalikan oleh alat pengesan ini.
Gelombang inilah yang bersatu untuk membuat latar gelombang gelombang graviti; dan sementara kejadian individu terlalu halus untuk dikesan, para penyelidik telah berusaha untuk mengembangkan kaedah untuk mengesan kebisingan umum selama bertahun-tahun. Mengandalkan gabungan simulasi komputer dari isyarat lubang hitam samar dan banyak data dari peristiwa yang diketahui, Drs. Thrane dan Smith mendakwa telah melakukan perkara itu.
Dari ini, pasangan ini dapat menghasilkan isyarat dalam data simulasi yang mereka percaya adalah bukti penggabungan lubang hitam samar. Ke depan, Drs Thrane dan Smith berharap dapat menerapkan kaedah baru mereka pada data sebenar, dan optimis ia akan memberikan hasil. Para penyelidik juga akan mempunyai akses ke komputer super OzSTAR baru, yang dipasang bulan lalu di Universiti Teknologi Swinburne untuk membantu para saintis mencari gelombang graviti dalam data LIGO.
Komputer ini berbeza dengan yang digunakan oleh komuniti LIGO, yang merangkumi superkomputer di CalTech dan MIT. Daripada bergantung pada unit pemprosesan pusat (CPU) yang lebih tradisional, OzGrav menggunakan unit pemproses grafik - yang boleh beratus-ratus kali lebih pantas untuk beberapa aplikasi. Menurut Profesor Matthew Bailes, Pengarah komputer super OzGRav:
"Ia 125,000 kali lebih kuat daripada komputer super pertama yang saya buat di institusi pada tahun 1998 ... Dengan memanfaatkan kekuatan GPU, OzStar berpotensi membuat penemuan besar dalam astronomi gelombang gravitasi."
Apa yang sangat mengesankan mengenai kajian gelombang graviti adalah bagaimana ia berkembang dengan begitu cepat. Dari pengesanan awal pada tahun 2015, saintis dari Advanced LIGO dan Virgo kini telah mengesahkan enam peristiwa yang berbeza dan menjangkakan dapat mengesan banyak lagi. Di samping itu, ahli astrofizik bahkan menemui kaedah untuk menggunakan gelombang graviti untuk mengetahui lebih lanjut mengenai fenomena astronomi yang menyebabkannya.
Semua ini dimungkinkan berkat penambahbaikan dalam instrumentasi dan peningkatan kerjasama antara pemerhati. Dan dengan kaedah yang lebih canggih yang dirancang untuk menyaring data arkib untuk isyarat tambahan dan kebisingan latar belakang, kami bersedia untuk mempelajari lebih lanjut mengenai kekuatan kosmik misteri ini.
