Le trou noir de la Galaxie M87. © Event Horizon Telescope

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Ondes gravitationnelles : partez à la chasse aux collisions de trous noirs avec BlackHoles@Home

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Après Seti@home et Einstein@home, les chercheurs vous proposent de contribuer à la chasse aux ondes gravitationnelles produites par les fusions de trous noirs avec BlackHoles@Home. Il s'agit d'utiliser votre ordinateur pour aider à simuler le signal produit par une large gamme de telles fusions.

Ondes gravitationnelles : leur détection expliquée en une minute  Ça y est, des ondes gravitationnelles ont été détectées. Ces fluctuations de l’espace-temps proviennent de la fusion de deux trous noirs d’environ 30 fois la masse de notre Soleil. Découvrez dans cette vidéo comment les scientifiques de Ligo ont pu effectuer ces premières mesures. 

Le récent succès de la collaboration Event Horizon Telescope n'aurait pas été possible sans la capacité de traiter une immense masse de données à l'aide de superordinateurs. De plus en plus, ces outils se révèlent essentiels pour faire avancer la science dans tous les domaines, de la physique des particules à la cosmologie en passant par le climat et la biologie. Les superordinateurs ont cependant des limites.

Il y a bien sûr celle du temps de calcul que l'on pourra peut-être dépasser en utilisant des ordinateurs, ou pour le moins des simulateurs quantiques comme le pensait Richard Feynman. Mais il y en a de plus simples, le fait que leurs nombres et donc leur disponibilité sont limités et que les utiliser a un coût. Certaines recherches ne pourraient donc pas se faire, surtout si leur utilité n'est pas évidente a priori comme le sont celles consistant à simuler en temps réel des repliements de protéines dans le cadre de recherche en génétique ou maîtriser la fusion dans les tokamaks.

Les membres de Seti se sont trouvés confrontés à ces derniers problèmes il y a déjà un moment et une brillante idée leur a permis de les résoudre, en partie tout au moins. La solution s'appelle BOINC, acronyme de Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (« infrastructure ouverte de Berkeley dédiée au calcul en réseau ») et c'est une plateforme de calcul distribué qui permet de gérer des projets de calcul sur la base du volontariat des possesseurs d'ordinateurs personnels de par le Monde. Ceux-ci peuvent télécharger dans ce but un logiciel libre qui ne va se servir des ordinateurs des internautes que lorsqu'ils ne sont pas utilisés par d'autres applications et ne gênent donc pas l'utilisateur.

Une interview de l'informaticien David Anderson, l'un des fondateurs du Berkeley Open Infrastructure for Network Computing à l'origine pour Seti. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © BerkeleySETI

De la chasse aux E.T. à la chasse aux fusions de trous noirs

Tout a donc débuté avec le projet désormais bien connu sous le nom de Seti@home mais par la suite est apparu Einstein@home qui, lui, permet de partir à la chasse aux ondes gravitationnelles émises par les pulsars lors des campagnes de recherches du fameux détecteur Ligo aux États-Unis. Rappelons que c'est une version upgradée de ce détecteur qui a permis de découvrir les ondes associées à la fusion de deux trous noirs, ce qui est beaucoup plus difficile à faire.

Surtout, pour les identifier il faut pouvoir comparer les signaux détectés avec ceux émis. Or, ceux-ci sont complexes et il faut employer des ordinateurs pour générer un catalogue de sources dépendant d'un jeu de masses et de moments cinétiques pour les trous noirs de Kerr en rotation susceptibles de fusionner. Plus les simulations seront précises, plus il sera possible d'identifier les masses et les spins des trous noirs impliqués et de tester les prédictions de la relativité générale.

On comprend bien que cela demande d'importantes quantités de calculs. C'est pourquoi un groupe de scientifiques, mené par Zachariah Etienne de la West Virginia University aux États-Unis, est en train de lancer le projet BlackHoles@Home. Il ne s'agit pas d'analyser les signaux détectés par Ligo et maintenant Virgo en Europe mais de leur fournir des outils pour les détections. Une situation résumée par le chercheur en ces termes : « Au fur et à mesure que nos détecteurs d'ondes gravitationnelles deviennent plus sensibles, nous allons devoir intensifier considérablement nos efforts pour comprendre toutes les informations encodées dans les ondes gravitationnelles provenant de trous noirs binaires en collision. Nous nous tournons vers le grand public pour nous aider dans ces efforts, qui impliquent de générer un nombre sans précédent de simulations cohérentes de ces collisions extrêmement énergiques. Ce sera vraiment un effort inclusif, et nous espérons en particulier inspirer la prochaine génération de scientifiques dans ce domaine en pleine croissance qu'est l'astrophysique des ondes gravitationnelles. »

Pour ceux qui veulent contribuer à cette grande aventure, ça se passe ici !

  • BOINC, acronyme de Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (« infrastructure ouverte de Berkeley dédiée au calcul en réseau ») est une plateforme de calcul distribué qui permet de gérer des projets de calcul sur la base du volontariat des possesseurs d’ordinateurs personnels de par le Monde.
  • Le programme téléchargeable qui l'accompagne servait initialement pour l'analyse des signaux dans le cadre du programme Seti avec Seti@home mais par la suite est apparu Einstein@home qui, lui, permet de partir à la chasse aux ondes gravitationnelles émises par les pulsars lors des campagnes de recherches du fameux détecteur Ligo aux États-Unis.
  • Aujourd'hui, les chercheurs vous proposent de contribuer à la chasse aux ondes gravitationnelles produites par les fusions de trous noirs avec BlackHoles@Home. Il s'agit d'utiliser votre ordinateur pour aider à simuler le signal produit par une large gamme de telles fusions.
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