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Supercomputação para estudar comportamento de buracos negros |
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14-06-2010
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Lúcia Vinheiras Alves |
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| ©TV Ciência |
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Equipa de cientistas internacional, liderada por português, recebe um milhão e meio de horas em supercomputadores para estudar colisão de buracos negros e equações de Einstein.
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‘Se dois buracos negros colidirem a grande velocidades, é possível que a violência da colisão ‘dispa’ os buracos negros e deixe apenas uma singularidade no espaço-tempo?’
Esta é uma pergunta que continua sem resposta para os físicos de todo o mundo e que uma equipa de cientistas internacional, liderada por Vitor Cardoso, investigador do CENTRA/Instituto Superior Técnico, está a tentar encontrar resposta.
Em 1969, o físico e matemático inglês, «Penrose conjecturou que nenhum observador consegue chegar a estas singularidades e comunicar o que viu para o exterior. A razão é que todas as singularidades estariam dentro de buracos negros», explica Vitor Cardoso.
O físico português afirma que «a pergunta imediata é: será que colidindo dois buracos negros à velocidade da luz se consegue "despir" a singularidade? Isto é, acabar com uma singularidade a descoberto?».
É para encontrar resposta a esta e outras questões complexas que a DEISA Extreme Computing Initiative (DECI-6), do Consórcio Distributed European Infrastructure for Supercomputing Applications (DEISA), atribui agora um milhão e meio de horas de supercomputação à equipa, liderada por Vitor Cardoso, e que envolve cientistas do Porto, Roma e Barcelona.
Mas os cientistas têm ainda outros problemas históricos complexos que querem encontrar resolução. «Quando buracos negros colidem emitem ondas gravitacionais, isto é, ondulações no tecido do espaço-tempo, que se propagam à velocidade da luz. Os nossos cálculos preliminares mostram que, por vezes, é possível emitir quase metade da energia deste sistema sob a forma de ondas gravitacionais», explica Vitor Cardoso e afirma, «isto é uma eficiência incrível, muito maior que a da fissão nuclear».
Por fim, os cientistas pretendem também «compreender as equações de Einstein. São equações muito elegantes e simples, mas debaixo da sua simplicidade esconde-se uma complexidade excitante, já que tanto conseguem explicar o funcionamento dos GPS como a formação de buracos negros», afirma o investigador.
As milhares de horas de supercomputação que os cientistas vão agora receber resultam da DECI-6, uma iniciativa europeia que tem como objectivo contribuir para encontrar respostas a grandes desafios em várias áreas da ciência e tecnologia. Desafios que exigem a realização de simulações complexas, exigentes e inovadoras que não seriam possíveis sem a infra-estrutura DEISA.
Horas de supercomputação que o cientista sabe que «é a única forma que temos de fazer esta investigação. Mesmo com estes supercomputadores, cada simulação leva mais de uma semana a fazer, portanto, pode imaginar o que seria fazer isto à mão ou com um computador pessoal», refere Vitor Cardoso.
Mas o investigador português avança ainda que «este tempo de supercomputação é também, de uma certa forma, uma palmadinha nas costas, porque imensas equipas concorreram e apenas uma parte conseguiu acesso a estas supercomputadores. Isto significa que é mais um atestado de qualidade ao trabalho que temos vindo a desenvolver».
Os resultados da investigação dos cientistas, usando a infra-estrutura de supercomputação DEISA, podem vir a ter implicações imediatas em projectos científicos em curso, como a grande experiência de física de partículas Large Hadron Collider (LHC), do CERN.
«Uma teoria popular sugere que esta máquina (LHC) consegue produzir mini-buracos negros. Para testar essa teoria temos que compreender com grande precisão como é que os buracos negros se formam quando colidimos partículas a velocidades próximas da luz e precisamos também de compreender o que acontece a esses buracos negros uma vez formados», explica Vitor Cardoso.
Mas para além desta, «a segunda aplicação refere-se aos detectores de ondas gravitacionais, máquinas enormes que estão em operação nos Estados Unidos, Alemanha, Itália, Japão, etc. Estas máquinas tentam capturar uma destas ondulações no espaço-tempo há já cerca de dez anos, ainda sem sucesso. Para o fazerem necessitam de ter informação muito detalhada sobre a forma como estas ondas se ‘parecem’ e esse é outro dos objectivos do nosso projecto».
Por fim, Vitor Cardoso explica que «os resultados permitem também testar os limites computacionais das infra-estruturas actuais e compreender até onde é que podemos ir ao resolver as equações de Einstein em computadores».
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