11. februarja 2016 so znanstveniki Laser Interferometer Gravitacijski valovni observatorij (LIGO) napovedali prvo odkrivanje gravitacijskih valov. Ta razvoj, ki je potrdil napoved Einsteinove Teorije splošne relativnosti že stoletje pred tem, je odprl nove poti raziskovanja za kozmologe in astrofizike. Prav tako je bil prelom za raziskovalce z univerze Monash, ki so igrali pomembno vlogo pri odkritju.
In zdaj, nekaj več kot leto dni kasneje, je skupina raziskovalcev iz Monash centra za astrofiziko objavila še eno potencialno razkritje. Na podlagi njihovih tekočih študij gravitacijskih valov je ekipa nedavno predlagala teoretični koncept, znan kot "sirota spomin". Če je res, bi ta koncept lahko spremenil način razmišljanja o gravitacijskih valovih in vesolju.
Raziskovalci Monash centra za astrofiziko so del tistega, kar je znano kot LIGO Scientific Collaboration (LSC) - skupina znanstvenikov, ki se ukvarja z razvojem strojne in programske opreme, potrebne za preučevanje gravitacijskih valov. Poleg oblikovanja sistema za preverjanje zaznav je skupina odigrala ključno vlogo pri analizi podatkov - opazovanju in interpretaciji zbranih podatkov - in so bila tudi pomembna pri zasnovi ogledal LIGO.
Raziskava, ki jo je opazoval LIGO in drugi eksperimenti (denimo Virgo Interferometer), je poskušala preučiti, kako je mogoče te detektorje še razširiti z iskanjem "spomina" gravitacijskih valov. Študija, ki opisuje to teorijo, je bila nedavno objavljena v publikaciji Pisma o fizičnem pregledu pod naslovom "Zaznavanje pomnilnika gravitacijskega vala brez starševskih signalov".
Po njihovi novi teoriji se vesoljski čas ne vrne v normalno stanje, potem ko kataklizmični dogodek ustvari gravitacijske valove, zaradi katerih se razteza. Namesto tega ostane raztegnjen, kar imenujejo "sirota spomin" - beseda "sirota", ki nakazuje na dejstvo, da "starševskega vala" ni neposredno zaznati. Čeprav tega učinka še ni opaziti, bi lahko odprl nekaj zelo zanimivih priložnosti za raziskave gravitacijskih valov.
Trenutno detektorji, kot sta LIGO in Devica, lahko zaznajo prisotnost gravitacijskih valov pri določenih frekvencah. Tako raziskovalci lahko samo preučujejo valove, ki jih ustvarjajo posebne vrste dogodkov, in jih izsledijo do svojega izvora. Kot je v nedavni izjavi Univerzitetnega tiska povedala Lucy McNeill, raziskovalka iz centra za astrofiziko Monash in glavna avtorica tega prispevka:
"Če obstajajo eksotični viri gravitacijskih valov, na primer iz mikro črnih lukenj, jih LIGO ne bi slišal, ker so previsoke frekvence. Toda ta študija kaže, da se LIGO lahko uporablja za sondiranje vesolja za gravitacijske valove, za katere je bilo nekoč mišljeno, da so nevidne zanj. "
Kot navajajo v svoji študiji, bi visokofrekvenčni razpoki gravitacijskega valovanja (tj. Tisti, ki so v ali v območju kilohercev) ustvarili spomin sirote, ki bi jih lahko odkrili detektorji LIGO in Device. To ne bi samo povečalo pasovne širine teh detektorjev, ampak tudi odprlo možnost iskanja dokazov porušenja gravitacijskega vala v prejšnjih preiskavah, ki so ostala neopažena.
Dr Eric Thrane, predavatelj na šoli za fiziko in astronomijo Monash in še en član ekipe LSC, je bil tudi eden od soavtorjev nove študije. Kot je dejal, "bi ti valovi lahko odprli pot za študij fizike, ki je za našo tehnologijo trenutno nedostopna."
Toda kot priznavajo v svoji študiji, takšnih virov morda sploh ne bi bilo, potrebnih pa je še več raziskav, da bi potrdili, da je »siroče spomin« v resnici resnično. Kljub temu trdijo, da je iskanje visokofrekvenčnih virov koristen način za iskanje nove fizike in lahko le razkrije stvari, ki jih nismo pričakovali.
»Zaželeno je iskanje pomnilnika z gravitacijskim valovanjem. Imela bo večjo občutljivost v primerjavi s trenutnimi rafali iskanj, «navajajo. "Poleg tega lahko s pomočjo namenskega iskanja ugotovimo, ali je kandidat za odkrivanje skladen z razpokanjem spomina, tako da preverimo, ali so ostanki (po odštevanju signala) skladni z Gaussovim hrupom."
Žal pa bodo takšna iskanja morda morala počakati na predlagane naslednike eksperimentata Advanced LIGO. Sem spadata Einstein Telescope in Cosmic Explorer, dva predlagana detektorja gravitacijskega vala tretje generacije. Glede na ugotovitve prihodnjih raziskav bomo morda ugotovili, da se vesoljski čas ne samo razteza od nastanka gravitacijskih valov, ampak tudi nosi "strije", da to dokažejo!
