Pe 11 februarie 2016, oamenii de știință de la Observatorul cu unde gravitaționale cu laser Interferometru (LIGO) au anunțat prima detectare a undelor gravitaționale. Această evoluție, care a confirmat o predicție făcută de Teoria relativității generale a lui Einstein cu un secol înainte, a deschis noi căi de cercetare pentru cosmologi și astrofizici. A fost, de asemenea, un bazin hidrografic pentru cercetătorii de la Universitatea Monash, care au jucat un rol important în descoperire.
Și acum, puțin peste un an mai târziu, o echipă de cercetători de la Centrul Monash pentru Astrofizică a anunțat o altă revelație potențială. Pe baza studiilor în curs de desfășurare a undelor gravitaționale, echipa a propus recent un concept teoretic cunoscut sub numele de „memorie orfană”. Dacă este adevărat, acest concept ar putea revoluționa modul în care gândim despre undele gravitaționale și spațiu.
Cercetătorii de la Monash Center pentru Astrofizică fac parte din ceea ce este cunoscut sub numele de LIGO Scientific Collaboration (LSC) - un grup de oameni de știință dedicați dezvoltării hardware-ului și software-ului necesar studierii undelor gravitaționale. Pe lângă crearea unui sistem de verificare a detectărilor, echipa a jucat un rol cheie în analiza datelor - observarea și interpretarea datelor adunate - și au fost de asemenea instrumentale în proiectarea oglinzilor LIGO.
Privind dincolo de ce au observat LIGO și alte experimente (cum ar fi interferometrul Virgo), echipa de cercetare a căutat să abordeze modul în care aceste capabilități ale detectoarelor pot fi extinse în continuare prin găsirea „memoriei” undelor gravitaționale. Studiul care descrie această teorie a fost publicat recent în Scrisori de revizuire fizică sub titlul „Detectarea memoriei valurilor gravitaționale fără semnalele părinților”.
Conform noii lor teorii, spațiul timpului nu revine la starea sa normală, după ce un eveniment cataclismic generează valuri gravitaționale care îl determină. În schimb, rămâne întins, pe care ei îl numesc „memorie orfană” - cuvântul „orfan” care face aluzie la faptul că „valul părinte” nu este direct detectabil. În timp ce acest efect a fost încă observat, acesta ar putea deschide câteva oportunități foarte interesante pentru cercetarea undelor gravitaționale.
În prezent, detectoare precum LIGO și Virgo sunt capabile să discerne doar prezența undelor gravitaționale la anumite frecvențe. Ca atare, cercetătorii sunt capabili să studieze doar valurile generate de anumite tipuri de evenimente și să le urmărească înapoi la sursa lor. După cum a declarat Lucy McNeill, cercetători de la Centrul Monash pentru Astrofizică și autorul principal al lucrării, într-o declarație recentă a presei universității:
„Dacă există surse exotice de unde gravitaționale, de exemplu, din micro găuri negre, LIGO nu le-ar auzi, deoarece acestea sunt prea mari. Dar acest studiu arată că LIGO poate fi folosit pentru a sonda universul pentru unde gravitaționale care au fost crezute cândva ca fiind invizibile pentru acesta. "
După cum indică în studiul lor, exploziile de unde gravitaționale de înaltă frecvență (adică cele care se află în sau sub gama kilohertz) ar produce o memorie orfană pe care detectoarele LIGO și Fecioare ar putea să o ridice. Aceasta nu numai că va mări lățimea de bandă a acestor detectori în mod exponențial, dar va deschide posibilitatea de a găsi dovezi de explozii de unde gravitaționale în căutările anterioare care au trecut neobservate.
Dr. Eric Thrane, lector la Școala Monash de fizică și astronomie și alt membru al echipei LSC, a fost, de asemenea, unul dintre coautorii noului studiu. După cum a spus, „Aceste valuri ar putea deschide calea pentru studierea fizicii în prezent inaccesibile tehnologiei noastre.”
Dar, după cum recunosc în studiul lor, astfel de surse ar putea să nu existe și este nevoie de mai multe cercetări pentru a confirma că „memoria orfană” este de fapt reală. Cu toate acestea, ei susțin că căutarea surselor de înaltă frecvență este o modalitate utilă de a cerceta fizica nouă și ar putea dezvălui lucruri pe care nu așteptăm să le găsim.
„Este de dorit o căutare de memorie cu unde gravitaționale dedicate. Acesta va avea o sensibilitate sporită în comparație cu căutările de rafală actuale ”, afirmă ei. „Mai mult, o căutare dedicată poate fi utilizată pentru a determina dacă un candidat de detectare este în concordanță cu o explozie de memorie, verificând dacă reziduurile (în urma scăderii semnalului) sunt în concordanță cu zgomotul gaussian.”
Din păcate, astfel de căutări pot fi nevoite să aștepte succesorii propuși la experimentul LIGO avansat. Printre acestea se numără Einstein Telescope și Cosmic Explorer, doi propuși detectori de undă gravitațională de a treia generație. În funcție de sondajele viitoare, putem descoperi că spațiul timpului nu numai că se întinde de la crearea undelor gravitaționale, ci poartă și „vergeturile” pentru a demonstra acest lucru!
