11. februára 2016 vedci z Gravitačného vlnového observatória laserového interferónu (LIGO) oznámili prvú detekciu gravitačných vĺn. Tento vývoj, ktorý potvrdil predpoveď Einsteinovej teórie všeobecnej relativity pred storočím, otvoril nové možnosti výskumu pre kozmológov a astrofyzikov. Bola to tiež povodeň pre výskumníkov na Monash University, ktorí zohrávali dôležitú úlohu v objave.
A teraz, o niečo viac ako rok neskôr, tím vedcov z Monash Centra pre astrofyziku oznámil ďalšie potenciálne odhalenie. Na základe prebiehajúcich štúdií gravitačných vĺn tím nedávno navrhol teoretický koncept známy ako „osirotená pamäť“. Ak je to pravda, tento koncept by mohol prevratiť spôsob, akým uvažujeme o gravitačných vlnách a časopriestore.
Vedci z Monash Centra pre astrofyziku sú súčasťou takzvanej LIGO Scientific Collaboration (LSC) - skupiny vedcov, ktorí sa venujú vývoju hardvéru a softvéru potrebného na štúdium gravitačných vĺn. Tím okrem vytvorenia systému preverovania detekcií hral tím kľúčovú úlohu v analýze údajov - pozoroval a interpretoval zhromaždené údaje - a tiež prispel k navrhovaniu zrkadiel LIGO.
Pri pohľade nad rámec toho, čo pozorovali LIGO a ďalšie experimenty (napríklad Interferometer Panny), sa výskumný tím snažil riešiť, ako by sa dali tieto detektorové schopnosti ďalej rozšíriť nájdením „pamäte“ gravitačných vĺn. Štúdia, ktorá opisuje túto teóriu, bola nedávno uverejnená v Listy o fyzickom preskúmaní pod názvom „Detekcia gravitačnej pamäte bez rodičovských signálov“.
Podľa ich novej teórie sa časopriestor nevráti do svojho normálneho stavu po tom, čo kataklyzmatická udalosť generuje gravitačné vlny, ktoré spôsobujú jej natiahnutie. Namiesto toho zostáva roztiahnutá, ktorú nazývajú „osirotená pamäť“ - slovo „osirotená“, ktoré odkazuje na skutočnosť, že „rodičovská vlna“ nie je priamo zistiteľná. Aj keď tento efekt ešte nie je pozorovaný, mohol by otvoriť niekoľko veľmi zaujímavých príležitostí pre výskum gravitačných vĺn.
V súčasnosti sú detektory ako LIGO a Panna schopné rozoznať prítomnosť gravitačných vĺn iba pri určitých frekvenciách. Vedci tak môžu študovať iba vlny generované konkrétnymi typmi udalostí a sledovať ich až k ich zdroju. Ako uviedla Lucy McNeill, vedci z Monashského centra pre astrofyziku a hlavný autor novín, uviedla v nedávnom vyhlásení univerzitnej tlače:
„Keby tam boli exotické zdroje gravitačných vĺn, napríklad z mikro čiernych dier, LIGO by ich nepočul, pretože sú príliš vysokofrekvenčné. Táto štúdia však ukazuje, že LIGO sa dá použiť na skúšanie vesmíru pre gravitačné vlny, ktoré sa kedysi považovali za neviditeľné. “
Ako naznačujú vo svojej štúdii, vysokofrekvenčné gravitačné vlnové impulzy (t. J. Tie, ktoré sú v alebo pod kilohertzovým rozsahom), by vytvorili sirotinkovú pamäť, ktorú by mohli detektory LIGO a Panna zachytiť. To by nielen zvýšilo šírku pásma týchto detektorov exponenciálne, ale otvorilo by to aj možnosť nájsť dôkazy o výbuchoch gravitačných vĺn pri predchádzajúcich vyhľadávaniach, ktoré zostali nepovšimnuté.
Eric Thrane, prednášajúci na Monash School of Physics and Astronomy a ďalší člen tímu LSC, bol tiež jedným zo spoluautorov novej štúdie. Ako uviedol, „Tieto vlny by mohli otvoriť cestu pre štúdium fyziky, ktorá je v súčasnosti pre našu technológiu neprístupná.“
Ale ako pripúšťajú vo svojej štúdii, také zdroje nemusia ani existovať a je potrebný ďalší výskum, aby sa potvrdilo, že „osirotená pamäť“ je v skutočnosti skutočná. Tvrdia však, že hľadanie vysokofrekvenčných zdrojov je užitočným spôsobom na zisťovanie novej fyziky a mohlo by to len odhaliť veci, ktoré sme neočakávali.
„Je potrebné vyhľadávať vyhradenú pamäť gravitačnej vlny. V porovnaní so súčasným vyhľadávaním v sérii bude mať zvýšenú citlivosť, “uvádzajú. „Ďalej je možné použiť jednoúčelové vyhľadávanie na zistenie, či je kandidát na detekciu konzistentný s prasknutím pamäte kontrolou, či sú zvyšky (po odpočítaní signálu) konzistentné s Gaussovým šumom.“
Bohužiaľ, takéto prehliadky možno budú musieť čakať na navrhovaných nástupcov experimentu Advanced LIGO. Patrí medzi ne Einsteinov ďalekohľad a Cosmic Explorer, dva navrhované detektory gravitačnej vlny tretej generácie. V závislosti od toho, čo zistia budúce prieskumy, môžeme zistiť, že časopriestor sa nielenže tiahne od vzniku gravitačných vĺn, ale má tiež „stričky“, aby to dokázal!
