Astronomie für alle: Demnächst kann jeder zu einem Teil der Gravitationswellen-Forschung werden. Denn im Citizen-Science-Projekt BlackHoles@home sollen heimische Rechner dabei helfen, die in Gravitationswellen steckenden Informationen zu dekodieren. Dafür wird die freie Rechenzeit der PCs genutzt, um Schwarze Löcher virtuell kollidieren zu lassen. Die physikalischen Parameter der dabei entstehenden Raumzeit-Wellen helfen dann Forschern, die Vorgänge bei echten Kollisionen zu entschlüsseln.

Projekte wie SETI@home oder Einstein@home haben es vorgemacht: Wenn selbst die Leistung moderner Supercomputer nicht ausreicht, dann können heimische PCs helfen. Über ein Netzwerk verbunden, arbeiten bei dieser Art des verteilten Rechnens Millionen von Privatrechnern wissenschaftliche Teilaufgaben ab. Die Teilnehmer dieser Citizen-Science-Projekte stellen dabei freiwillig die von ihnen nicht benötigte Rechenzeit zur Verfügung.

Der Code der Gravitationswellen

Demnächst kommt ein weiteres Projekt dieser Art hinzu: BlackHoles@home. Dieses widmet sich der Erforschung Schwarzer Löcher und der von ihnen ausgesandten Gravitationswellen. Seit dem ersten Nachweis von Gravitationswellen im Jahr 2015 haben die Detektoren LIGO und Virgo bereits elf Erschütterungen der Raumzeit durch verschmelzende Schwarze Löcher registriert. Doch nähere Details dieser kosmischen Katastrophen gibt es bislang kaum.

„Wir müssen die Information, die in den Gravitationswellen kodiert ist, besser verstehen lernen“, sagt Zachariah Etienne von der West Virginia University. Dafür jedoch muss zunächst simuliert werden, welche physikalischen Signale die Kollision von Schwarzen Löchern genau aussendet und wie sich diese in den Gravitationswellen manifestieren. Solche Simulationen sind jedoch enorm rechenaufwendig.

Kosmische Kollision auf heimischem PC

Und hier kommen freiwillige Helfer und ihre Computer ins Spiel: „Jeder Desktop-Computer wird eine Simulation kollidierender Schwarzer Löcher durchführen“, erklärt Etienne. Dadurch entstehen tausende und vielleicht sogar Millionen verschiedene Varianten dieses Ereignisses und der dabei erzeugten Gravitationswellen. Den Forschern kommt es dabei vor allem auf acht Parameter in diesen Wellen an, die sich mit den Detektoren nachweisen lassen.

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„Die mit Hilfe der Öffentlichkeit durchgeführten Simulationen können große Lücken in unserem Wissen füllen, indem sie für diese acht Parameter so viele Varianten wie möglich abdecken“, so Etienne. „Das Resultat wird ein beispielloser Katalog von theoretischen Vorhersagen dazu, welche Gravitationswellen man bei Kollisionen Schwarzer Löcher beobachten kann.“

Start im Laufe dieses Jahres

Die Wissenschaftler sind bereits dabei, die Website für Blackholes@home und die nötige digitale Infrastruktur aufzubauen. Der Start des Citizen-Science-Projekts soll im Laufe dieses Jahres erfolgen. Dann können Interessierte auch die Software für die Teilnahme dort herunterladen. „Damit kann dann jeder an dieser entscheidenden Forschung mitwirken“, so die Forscher.

Quelle: American Physical Society

15. April 2019

- Nadja Podbregar