La nueva supercomputadora “Minerva” de la División de “Relatividad Astrofísica y Cosmológica” en el Instituto Max Planck de Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein) en Potsdam-Golm. Crédito:A. Okulla / Instituto Max Planck de Física Gravitacional
La nueva supercomputadora "Minerva" se ha puesto en funcionamiento en el Instituto Max Planck de Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein, AEI). Con 9, 504 núcleos de cómputo, 38 TeraByte de memoria y un rendimiento máximo de 302,4 TeraFlop / s es más de seis veces más potente que su predecesor. Los científicos del departamento de "Relatividad Astrofísica y Cosmológica" pueden ahora calcular formas de ondas gravitacionales significativamente más y también realizar simulaciones más complejas.
Sobre todo, el nuevo grupo de computadoras, que lleva el nombre de la diosa romana de la sabiduría, se utiliza para el cálculo de formas de onda gravitacionales. Estas ondas en el espacio-tiempo, medidas por primera vez directamente en septiembre de 2015, se originan cuando se fusionan objetos masivos como agujeros negros y estrellas de neutrones. Obtener las formas exactas de las ondas gravitacionales emitidas requiere resolver numéricamente la complicada, ecuaciones de campo no lineales en supercomputadoras como Minerva. La AEI ha estado a la vanguardia de este campo durante muchos años y sus investigadores han realizado importantes contribuciones a las herramientas de software del sector.
Rastrear señales débiles en el ruido de fondo de los detectores e inferir información sobre las propiedades astrofísicas y cosmológicas de sus fuentes requiere calcular las fusiones de muchos sistemas binarios diferentes, como agujeros negros binarios o pares de una estrella de neutrones y un agujero negro. con diferentes combinaciones de relaciones de masa y giros individuales.
"Estos cálculos requieren mucha potencia de cálculo y consumen mucho tiempo. La simulación de la primera onda gravitacional medida por LIGO duró tres semanas, en nuestra supercomputadora anterior Datura, ", dice la directora de AEI, la profesora Alessandra Buonanno." Minerva es significativamente más rápida y, por lo tanto, ahora podemos reaccionar aún más rápido a las nuevas detecciones y podemos calcular más señales ".
Simulación numérica del evento de ondas gravitacionales GW151226 asociado a la coalescencia binaria de un agujero negro. La fuerza de la onda gravitacional se indica tanto por la elevación como por el color, el cian indica campos débiles y el naranja indica campos fuertes. El tamaño de los agujeros negros, así como la distancia entre los dos objetos, se incrementa en un factor de dos para mejorar la visibilidad. Los colores de los agujeros negros representan su deformación local debido a su rotación intrínseca (giro) y mareas. Crédito:Simulación relativista-numérica:S. Ossokine, A. Buonanno (Instituto Max Planck de Física Gravitacional) y el proyecto Simulating eXtreme Spacetime; visualización científica:T. Dietrich, R. Haas (Instituto Max Planck de Física Gravitacional)
Listo para la segunda prueba científica de los detectores de ondas gravitacionales
Los detectores de ondas gravitacionales Advanced LIGO en los EE. UU. (ALIGO) y GEO600 en Ruthe, cerca de Hannover, comenzaron su segunda ejecución de observación ("O2") el 30 de noviembre de 2016. aLIGO es ahora más sensible que nunca:los detectores podrán detectar señales de aproximadamente un 20% más lejos en comparación con O1, lo que aumenta la tasa de eventos en más del 70%.
Investigadores de la división de Relatividad Astrofísica y Cosmológica de AEI han mejorado las capacidades de los detectores aLIGO para observar y estimar parámetros de fuentes de ondas gravitacionales por delante del O2. Para la búsqueda de fusiones binarias de agujeros negros, han refinado sus modelos de formas de onda utilizando una sinergia entre las soluciones numéricas y analíticas de las ecuaciones de la relatividad general de Einstein. Calibraron soluciones analíticas aproximadas (que se pueden calcular casi instantáneamente) con soluciones numéricas precisas (que toman mucho tiempo incluso en computadoras potentes).
Esto permite a los investigadores de AEI utilizar la potencia informática disponible de forma más eficaz y buscar más rápidamente y descubrir más señales potenciales de la fusión de agujeros negros en O2. y determinar la naturaleza de sus fuentes. Los investigadores de AEI también han preparado simulaciones de la fusión de estrellas binarias de estrellas de neutrones y estrellas de bosones. Estos se pueden observar simultáneamente en radiación electromagnética y gravitacional, y puede proporcionar nuevas pruebas precisas de la teoría de la relatividad general de Einstein.
