قطع علم الموجات الثقالية في عقد واحد مسافة من أول رصد إلى مئات حالات اندماج الأجسام المدمجة المُسجَّلة. غير أن معظم هذه الإشارات قصيرة: فهي تستمر من أجزاء من الثانية إلى عشرات الثواني. وفي الوقت نفسه يتوقع المنظّرون وجود إشارات عابرة ممتدة، مثل تلك الصادرة عن ثقوب سوداء أولية ثنائية دون كتلة الشمس. ويمكن لمثل هذه المصادر أن تشعّ داخل النطاق الحساس لكواشف LIGO وVirgo وKAGRA ساعات بل سنوات. ويصطدم البحث عن أحداث كهذه بالطرق التقليدية بحدود حوسبية، لأن عدد القوالب المطلوبة ينمو مع مدة الإشارة.
يقترح الباحثون طريقة جديدة لإعادة تشكيل البيانات تدمج مرحلتي المعالجة في مرحلة واحدة. والفكرة المحورية: إذا كانت للإشارة نموذج معروف لتطور التردد، أمكن إعادة حساب الزمن بحيث تصبح الإشارة أحادية التردد. وعندئذ يكفي، بدل المرشّح المتوافق المكلف لكل قالب، تحويل فورييه سريع واحد. والمشكلة أن العينات بعد إعادة التشكيل تصبح غير منتظمة على محور الزمن الجديد، فلا يصلح تحويل فورييه السريع العادي. وبدل الاستيفاء إلى شبكة منتظمة يستخدم الباحثون تحويل فورييه السريع غير المتجانس (NUFFT)، الذي يحسب الطيف مباشرة من العينات غير المنتظمة. وهذا يتيح تجنّب عمليات زائدة ويُسرّع المعالجة.
أظهرت اختبارات الأداء على معالج تجاري تسريعًا يتراوح بين عشرة أضعاف ومئة ضعف مقارنة بإعادة التشكيل التقليدية القائمة على البوابات. ويعتمد التسريع الدقيق على طول المقطع المتماسك، ومعدل أخذ العينات، والدقة المطلوبة. وللتوضيح طُبّقت الطريقة على البحث عن إشارات ممتدة من ثقوب سوداء أولية ثنائية بكتل تتراوح من 0.0005 إلى 0.1 من كتلة الشمس. وعند تحليل النطاق 40–60 هرتز ومقطع متماسك مدته 30 ثانية، يتجاوز أفق الحساسية المسافة إلى مركز المجرة في كامل مدى المعاملات المدروس، ويبلغ مجرة أندروميدا عند الكتل الأعلى من 0.02 من كتلة الشمس. وقد أكّد الفحص على إشارات محقونة في ضجيج حقيقي لكاشف LIGO Hanford التوافق مع التوقعات النظرية.
يأتي هذا العمل في سياق الجهود النشطة للبحث عن إشارات ثقالية ممتدة، إلى جانب دراسات الموجات الثقالية من النجوم النيوترونية الدوّارة والتأثيرات الكمومية الثقالية. ويتميّز هذا العمل بأنه لا يقدّم طريقة تحليل جديدة، بل تنفيذًا حوسبيًا جديدًا لمنهج معروف سلفًا. وهو ليس اختراقًا جوهريًا في الفيزياء، بل تحسين هندسي يجعل البحث العملي ممكنًا في منطقة من المعاملات كانت متعذرة من قبل.
يمكن تعميم الطريقة على أنواع أخرى من الإشارات الممتدة، مثل الإشارات الصادرة بعد اندماج النجوم النيوترونية أو عن سحب بوزونية فائقة الخفة حول الثقوب السوداء. ومن الممكن تحسينها لتعمل على وحدات معالجة الرسوميات، ما يمنح تسريعًا إضافيًا بمقدار رتبة أو رتبتين. كذلك يمكن تكييف بنك القوالب لمناطق مختلفة من المعاملات واستخدام نماذج إشارة أدق.
يؤثر تسريع إعادة التشكيل مباشرة في البحث عن الثقوب السوداء الأولية، وهي مرشحة لأن تكون المادة المظلمة. والطريقة مفيدة أيضًا في أي مهمة تتطلب معالجة إشارات ممتدة يتطور ترددها مع الزمن.
الخطوة الأقرب هي تنفيذ NUFFT على وحدات معالجة الرسوميات وتقييم التسريع الفعلي. ثم يلزم إجراء بحث واسع النطاق على بيانات LIGO-Virgo-KAGRA.
يبقى في علم الموجات الثقالية سؤال مفتوح عن وجود ثقوب سوداء أولية دون كتلة الشمس. وتقرّب هذه الطريقة الجواب، إذ تتيح البحث عن إشارات من أجسام كهذه في بيانات الكواشف الأرضية.
بالنسبة إلى نظام كتلته الكيربية 0.0005 من كتلة الشمس، يستغرق العبور عبر النطاق 20–2000 هرتز نحو سنتين. وهذا يعني أن الإشارة تبقى في الكاشف أطول من كثير من البعثات الفضائية.