Universumi saattaa "muistaa" painovoima-aallot kauan sen jälkeen, kun ne ovat kuluneet.
Se on teoreettisen tutkimuksen lähtökohta 25. huhtikuuta ilmestyneessä Physical Review D. -lehdessä. Gravitaatioaallot, heikot aallon ja ajan aallot, jotka ihmiskunta on vain muutaman viime vuoden aikana onnistunut havaitsemaan, ovat yleensä ohitsevat nopeasti. Mutta paperin kirjoittajat osoittivat, että aaltojen kulumisen jälkeen he saattavat jättää alueen hiukan muuttuneiksi - jättäen taakse eräänlaisen muiston rajan ylityksestä.
Nämä muutokset, joita tutkijat kutsuivat "pysyviksi gravitaatioaallon havaittavuuksiksi", olisivat jopa heikompia kuin itse gravitaatioaallot, mutta nämä vaikutukset kestäisivät pidempään. Esineet voivat siirtyä hiukan paikoilleen. Avaruuden läpi ajavien hiukkasten sijainnit saattavat muuttua. Jopa aika itse saattaa loppua hiukan synkronoitumattomana, juoksee hetkeksi eri nopeuksilla maan eri osissa.
Nämä muutokset olisivat niin pieniä, että tutkijat tuskin pystyisivät havaitsemaan niitä. Tutkijat kirjoittivat paperissaan, että yksinkertaisin menetelmä näiden vaikutusten havaitsemiseksi saattaa edellyttää kahden ihmisen "kuljettamista pienten gravitaatioaaltoilmaisimien ympärille" - vitsi, koska ilmaisimet ovat melko suuria.
Mutta on olemassa tapoja, joilla tutkijat voivat havaita nämä muistot. Tässä on selvin: etsitään muutoksia nykyisten gravitaatioaaltoilmaisimien peileihin.
Tällä hetkellä tutkijat voivat havaita painovoima-aaltoja rakentamalla observatorioita, jotka ampuvat hyvin liikkumattomia ja vakaita lasersäteitä pitkiä matkoja. Kun palkit heilahtuvat hiukan, se on merkki siitä, että painovoima on ohittanut. Tutkimalla peruukit, fyysikot voivat mitata aaltoja. Ensimmäinen tällainen havaitseminen oli vuonna 2015, ja siitä lähtien tekniikka on parantunut siten, että observatoriat havaitsevat gravitaatioaallot niin usein kuin kerran viikossa.
Ne aallot ovat peräisin massiivisista tapahtumista, kuten silloin, kun mustat aukot ja neutronitähdet törmäävät kaukana avaruudessa. Siihen mennessä, kun ne saavuttavat maan, aallot ovat kuitenkin tuskin havaittavissa. Niiden pitkäaikaiset vaikutukset ovat vielä vähemmän ilmeisiä.
Mutta ilmaisimien peilit mitataan jatkuvasti niin tarkasti, että ajan myötä muutokset, joita gravitaatioaallot aiheuttavat, saattavat tulla niin voimakkaita, että tutkijat pystyvät havaitsemaan ne. Tutkijat keksivät matemaattisen mallin, joka ennustaa kuinka paljon peilien tulisi siirtyä ajan myötä kunkin aallon läpi.
Muihin menetelmiin, joita ihmiset voivat käyttää näiden pitkäaikaisvaikutusten havaitsemiseksi, kuuluvat atomikellat ja kehruuhiukkaset.
Kahdessa etäisyydellä toisistaan sijaitsevat atomikellat kokeisivat painovoima-aallon eri tavalla, mukaan lukien sen aikalaajennusvaikutukset: Koska aikaa hidastaisi yhtä kelloa enemmän kuin toista, hienoiset erot niiden lukemissa aallon läpäisemisen jälkeen saattavat paljastaa muistin aalto paikallisessa maailmankaikkeudessa.
Lopuksi pieni pyörivä hiukkanen saattaa muuttaa käyttäytymistään ennen ja jälkeen aallon ohi. Suspendoidaan se laboratorion kammioon ja mitataan sen pyörimisnopeus ja suunta; mitaa sitten uudelleen, kun aalto on ohi. Ero hiukkasten käyttäytymisessä paljastaisi toisenlaisen aallon muistin.
Ainakin tämä teoreettinen tutkimus antaa tutkijoille mielenkiintoisen uuden tavan tarkastella rakennuskokeita painovoima-aaltojen tutkimiseksi.
