Escuchando la sinfonía cósmica: Superordenador ayudará a los científicos a escuchar agujeros negros

Judy Holmes
sunews.edu
Traducido por Ciencia Kanija
10/02/08

Los científicos esperan que un nuevo superordenador que se está construyendo en el Departamento de Física de la Universidad de Syracuse (SU) pueda ayudarlos a identificar el sonido de un agujero negro celestial. El superordenador, conocido como SUGAR, recibirá pronto ingentes cantidades de datos del Instituto Tecnológico de California (Caltech) que se recogieron a lo largo de un periodo de dos años en el Observatorio de Ondas Gravitatorias de Interferómetro Láser (LIGO). LIGO está patrocinado por la Fundación Nacional de Ciencia y es operado por Caltech y el Instituto Tecnológico de Massachusetts.

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Duncan Brown, profesor ayudante de física y miembro de Grupo de Ondas Gravitatorias de la SU, está ensamblando SUGAR. El Grupo de Ondas Gravitatorias del departamento es también parte de la Colaboración Científica LIGO (LSC), una iniciativa mundial para detectar ondas gravitatorias. Brown trabajó en el proyecto LIGO en Caltech antes de llegar a la SU el pasado Agosto.

Las ondas gravitatorias se producen por eventos violentos en el universo lejano, tales como la colisión de agujeros negros o explosiones de supernovas. Las ondas irradian por todo el universo a la velocidad de la luz. Aunque Albert Einstein predijo la existencia de estas ondas en 1916 en si Teoría de la Relatividad General, ha llevado décadas desarrollar la tecnología para detectarlas. La construcción de los detectores LIGO en Hanford, Washington, y Livingston, Louisiana, se completó en 2005. Los científicos concluyeron recientemente una “ejecución científica” de dos años de los detectores y ahora están buscando en los datos estas ondas. Los científicos de LSC analizarán estos datos mientras se mejora la sensibilidad de los detectores. Dichos detectores se están construyendo también en Francia, Alemania, Italia y Japón.

Antes de que puedan aislar el sonido de una agujero negro a partir de los datos de LIGO, los científicos deben imaginar a qué suena un agujero negro. Aquí es donde entran en juego las Teorías de Einstein. Trabajando junto con colegas del proyecto Simulación de Espacio-tiempos Extremos (SXS), Brown usará SUGAR y las ecuaciones de Einstein para crear modelos de patrones de ondas gravitatorias a partir de la colisión de dos agujeros negros. SXS es un proyecto colaborativo junto a Caltech y la Universidad de Cornell.

Los agujeros negros son campos gravitatorios masivos del universo que resultan del colapse de estrellas gigantes. Dado que los agujeros negros absorben la luz, no pueden ser estudiados usando telescopios u otros instrumentos que dependan de las ondas de luz. Sin embargo, los científicos creen que pueden aprender más sobre los agujeros negros escuchando sus ondas gravitatorias.

“Buscar ondas gravitatorias es como escuchar el universo”, dice Brown. “Distintos tipos de eventos producen distintos patrones de ondas. Queremos intentar extraer un patrón de ondas – un sonido especial – que encaje con nuestro modelo procedente de todo el ruido en los datos de LIGO”.

Esto necesita enormes cantidades de poder de cómputo y capacidad de almacenamiento de datos para analizar los datos contra los modelos de ondas gravitatorias que construyeron Duncan y sus colegas. SUGAR es un conjunto de 80 ordenadores, empaquetando la potencia de 320 CPUs y 640 Gigabytes de memoria RAM. SUGAR también tiene 96 terabytes de espacio de disco en el cual almacenar los datos de LIGO.

También necesita una red de fibra óptica de alta velocidad para transferir los datos entre Caltech y SU. Para lograrlo, la Tecnología de la Información y Servicios de la SU (ITS) colaboraron con NYSERNet para construir una ruta especial para los datos de LIGO a través de la red de fibra óptica de alta velocidad que cruce los Estados Unidos. La ruta de un Gigabit comienza en los Edificios de Física y atraviesa la red de fibra óptica de la SU hasta Machinery Hall y desde allí a las instalaciones de red en el centro de Syracuse, el cual comparte la Universidad con NYSERNet. Desde allí, la ruta conecta a la red de fibra óptica de NYSERNet y continíua hasta la ciudad de Nueva York. En Nueva York, la ruta cambia a la red de alta velocidad de Internet2 y atraviesa el país, finalizando en una sala de ordenadores de Caltech.

Tanto el supercomputador como la red de alta velocidad se espera que estén construidos y funcionando para finales de febrero. Una vez los datos sean transferidos a SU desde Caltech, Brown y sus colegas dela LSC comenzarán a escuchar la “sinfonía cósmica”. “Las ondas gravitatorias pueden enseñarnos muchos sobre qué hay en nuestro universo”, dijo Brown. “Nuna hemos observado la Teoría de Einstein de esta forma”.