Wszechświat może „zapamiętać” fale grawitacyjne długo po ich przejściu.
Takie jest założenie teoretycznego artykułu opublikowanego 25 kwietnia w czasopiśmie Physical Review D. Fale grawitacyjne, słabe zmarszczki w przestrzeni i czasie, które ludzkość zdołała wykryć tylko w ciągu ostatnich kilku lat, zwykle przemijają bardzo szybko. Ale autorzy artykułu wykazali, że po przejściu fal mogą pozostawić nieco zmieniony region - pozostawiając coś w rodzaju pamięci o ich przekroczeniu.
Zmiany te, które naukowcy nazwali „trwałymi obserwowalnymi falami grawitacyjnymi”, byłyby nawet słabsze niż same fale grawitacyjne, ale te efekty trwałyby dłużej. Przedmioty mogą być nieznacznie przesunięte. Pozycje cząstek dryfujących w przestrzeni mogą ulec zmianie. Nawet sam czas może skończyć się nieco zsynchronizowany, działając krótko z różnymi prędkościami w różnych częściach Ziemi.
Zmiany te byłyby tak niewielkie, że naukowcy ledwo byliby w stanie je wykryć. Naukowcy napisali w swoim artykule, że najprostsza metoda obserwacji tych efektów może obejmować dwie osoby „noszące małe detektory fal grawitacyjnych” - żart, ponieważ detektory są dość duże.
Są jednak sposoby, w jakie naukowcy mogą wykryć te wspomnienia. Oto najbardziej oczywisty: szukanie zmian w zwierciadłach istniejących detektorów fal grawitacyjnych.
Obecnie naukowcy mogą wykrywać fale grawitacyjne, budując obserwatoria, które strzelają bardzo nieruchomymi i stabilnymi wiązkami laserowymi na duże odległości. Kiedy wiązki lekko się poruszają, jest to znak, że fala grawitacyjna minęła. Studiując ruchy, fizycy mogą mierzyć fale. Pierwsze takie wykrycie miało miejsce w 2015 r. I od tego czasu technologia uległa poprawie, dzięki czemu obserwatoria wykrywają fale grawitacyjne tak często, jak raz w tygodniu.
Fale te powstają na skutek masowych wydarzeń, na przykład kiedy czarne dziury i gwiazdy neutronowe zderzają się bardzo daleko w przestrzeni. Zanim jednak dotrą na Ziemię, fale są ledwo zauważalne. Ich długoterminowe skutki są jeszcze mniej widoczne.
Ale zwierciadła w detektorach są stale mierzone w tak precyzyjny sposób, że z czasem przesunięcia powodowane przez fale grawitacyjne mogą stać się tak intensywne, że naukowcy będą w stanie je dostrzec. Naukowcy opracowali model matematyczny, który przewiduje, o ile zwierciadła powinny się przesuwać w czasie przy każdej fali.
Inne metody, które ludzie mogą zastosować do wykrycia tych długoterminowych efektów, obejmują zegary atomowe i wirujące cząstki.
Dwa zegary atomowe umieszczone w pewnej odległości od siebie inaczej doświadczyłyby fali grawitacyjnej, w tym jej efektów dylatacyjnych: Ponieważ czas byłby spowolniony bardziej dla jednego zegara niż drugi, subtelne różnice w odczytach po przejściu fali mogą ujawnić wspomnienie fala we wszechświecie lokalnym.
Wreszcie maleńka wirująca cząstka może zmienić swoje zachowanie przed i po przejściu fali. Zawieś go w komorze w laboratorium i zmierz jego szybkość i kierunek wirowania; a następnie zmierz go ponownie po przejściu fali. Różnica w zachowaniu cząsteczki ujawniłaby inny rodzaj pamięci fali.
Ten przynajmniej teoretyczny artykuł daje naukowcom intrygujący nowy sposób patrzenia na eksperymenty budowlane w celu badania fal grawitacyjnych.
