11. februar 2016 kunngjorde forskere ved Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) den første deteksjonen av gravitasjonsbølger. Denne utviklingen, som bekreftet en spådom gjort av Einsteins teori om generell relativitet et århundre før, åpnet nye muligheter for forskning for kosmologer og astrofysikere. Det var også et vannskille for forskere ved Monash University, som spilte en viktig rolle i funnet.
Og nå, litt over et år senere, har et team av forskere fra Monash Center for Astrophysics kunngjort en annen potensiell åpenbaring. Basert på deres pågående studier av gravitasjonsbølger, foreslo teamet nylig et teoretisk konsept kjent som "foreldreløst minne". Hvis sant, kan dette konseptet revolusjonere måten vi tenker på gravitasjonsbølger og romtid.
Forskere fra Monash Center for Astrophysics er en del av det som er kjent som LIGO Scientific Collaboration (LSC) - en gruppe forskere dedikert til å utvikle maskinvaren og programvaren som er nødvendig for å studere gravitasjonsbølger. I tillegg til å lage et system for registrering av deteksjoner, spilte teamet en nøkkelrolle i dataanalyse - å observere og tolke dataene som ble samlet - og var også medvirkende i utformingen av LIGO-speilene.
Ser utover hva LIGO og andre eksperimenter (som Virgo Interferometer) observerte, forsøkte forskerteamet å ta for seg hvordan disse detektorens evner kunne utvides ytterligere ved å finne "minnet" om gravitasjonsbølger. Studien som beskriver denne teorien ble nylig publisert i Fysiske gjennomgangsbrev under tittelen “Deteksjon av tyngdekraftsminne uten foreldresignaler”.
I henhold til deres nye teori går ikke romtiden tilbake til sin normale tilstand etter at en kataklysmisk hendelse genererer gravitasjonsbølger som får den til å strekke seg. I stedet forblir det strukket, som de omtaler som "foreldreløst minne" - ordet "foreldreløs", noe som henviser til at "foreldrebølgen" ikke er direkte påvisbar. Selv om denne effekten ennå ikke er observert, kan den åpne for noen veldig interessante muligheter for gravitasjonsbølgeforskning.
For tiden er detektorer som LIGO og Jomfru bare i stand til å skjelne tilstedeværelsen av gravitasjonsbølger ved bestemte frekvenser. Som sådan er forskere bare i stand til å studere bølger generert av spesifikke typer hendelser og spore dem tilbake til kilden. Som Lucy McNeill, forskere fra Monash Center for Astrophysics og hovedforfatteren på papiret, sa i en fersk pressemelding fra University:
“Hvis det er eksotiske kilder til tyngdekraftsbølger der ute, for eksempel fra mikrosvarte hull, ville ikke LIGO hørt dem fordi de er for høyfrekvente. Men denne studien viser at LIGO kan brukes til å undersøke universet etter gravitasjonsbølger som en gang ble antatt å være usynlige for det. ”
Som de indikerer i studien, ville høyfrekvente gravitasjonsbølgesprengninger (dvs. de som er i eller under kilohertz-området) produsere foreldreløst minne som LIGO- og jomfruedetektorene ville være i stand til å plukke opp. Dette vil ikke bare øke båndbredden til disse detektorene eksponentielt, men åpne for muligheten for å finne bevis på gravitasjonsbølgebarsjoner i tidligere søk som gikk upåaktet hen.
Dr. Eric Thrane, foreleser ved Monash School of Physics and Astronomy og en annen medlem av LSC-teamet, var også en av medforfatterne til den nye studien. Som han sa: "Disse bølgene kan åpne for å studere fysikk som for tiden er utilgjengelig for vår teknologi."
Men som de innrømmer i studien, kan det hende at slike kilder ikke engang eksisterer, og mer forskning er nødvendig for å bekrefte at "foreldreløst minne" faktisk er reelt. Likevel fastholder de at å søke etter høyfrekvente kilder er en nyttig måte å søke etter ny fysikk, og det kan bare avsløre ting vi ikke forventet å finne.
“Et dedikert søk etter gravitasjonsbølgen er ønskelig. Det vil ha økt følsomhet sammenlignet med nåværende burst-søk, ”oppgir de. "Videre kan et dedikert søk brukes til å bestemme om en deteksjonskandidat er i samsvar med et minnespreng ved å sjekke for å se om restene (etter signal subtraksjon) stemmer overens med gaussisk støy."
Akk, slike søk kan måtte vente på de foreslåtte etterfølgerne til Advanced LIGO-eksperimentet. Disse inkluderer Einstein-teleskopet og Cosmic Explorer, to foreslåtte tredje generasjons gravitasjonsbølgedetektorer. Avhengig av hva fremtidige undersøkelser finner, kan vi oppdage at romtid ikke bare strekker seg fra opprettelsen av gravitasjonsbølger, men også bærer "strekkmerker" for å bevise det!
