Intriguojanti naujų tyrimų galimybė: Visata tikriausiai „atsimena“ visas gravitacines bangas

Tokia prielaida keliama Physical Review D žurnale. Gravitacinės bangos, silpni erdvėlaikio raibuliai, kuriuos žmonija sugebėjo aptikti tik prieš kelis metus, prasklinda labai greitai. Bet straipsnio autoriai parodė, kad prasklidusios bangos gali regioną šiek tiek pakeisti — palikti tam tikrą savo sklidimo atsiminimą.

Šie pokyčiai, kuriuos tyrėjai pavadino „išliekančiais gravitacinės bangos rodmenimis,“ būtų net silpnesni už pačias gravitacines bangas, bet truktų ilgiau. Objektai gali būti šiek tiek paslinkti iš savo vietos. Gali būti šiek tiek pakeistos erdve skriejančių dalelių pozicijos. Netgi pats laikas gali šiek tiek nesutapti ir skirtingose Žemės vietose trumpai eiti skirtingu greičiu.

Šie pokyčiai būtų tokie menki, kad mokslininkams juos aptikti būtų itin sunku. Tyrėjai straipsnyje rašė, kad paprasčiausia šiuos efektus pastebėti būtų dviems žmonėms, „besinešiojantiems mažus gravitacinių bangų detektorius“ — aišku, tai juokelis, nes gravitacinių bangų detektoriai yra išties nemaži.

Bet šiuos bangų atsiminimus tyrėjai gali aptikti ir kitaip. Akivaizdžiausias būdas – ieškoti veidrodžių poslinkių egzistuojančiuose gravitacinių bangų detektoriuose.

Dabar mokslininkai gravitacines bangas aptinka observatorijomis, kurios dideliais atstumais siunčia itin stabilų lazerio impulsą. Kai šie spinduliai šiek tiek suvirpa, tai yra per juos prasklidusios gravitacinės bangos ženklas. Tyrinėdami šiuos virpesius, fizikai gali bangas išmatuoti. Pats pirmasis toks matavimas atliktas 2015 metais ir nuo tada technologija patobulėjo taip, kad observatorijos gravitacines bangas aptinka maždaug kartą per savaitę.

Šias bangas sukelia tokie energingi įvykiai, kaip juodųjų skylių ir neutroninių žvaigždžių susidūrimai tolimame kosmose. Tačiau pasiekusios Žemę, šios bangos vos pastebimos. Jų ilgalaikiai efektai dar menkesni.

Bet detektorių veidrodžiai nuolat matuojami taip preciziškai, kad ilgainiui gravitacinių bangų sukelti poslinkiai gali tapti tokie intensyvūs, kad tyrėjams juos pastebėti pavyks. Tyrėjai sukūrė matematinį modelį, numatantį kiek veidrodžiai turėtų pasislinkti nuo kiekvienos praeinančios bangos.

Kiti šių ilgalaikių efektų aptikimo metodai remiasi atominiais laikrodžiais ir dalelių sukimusi.

Du vienas nuo kito atskirai esančius atominius laikrodžius gravitacinės bangos paveiktų šiek tiek kitaip, įskaitant ir laiko poslinkio efektus: kadangi vieno laikrodžio laikas sulėtėtų labiau, nei kito, subtilūs jų rodmenų pokyčiai galėtų atskleisti gravitacinės bangos vietinėje visatoje paliktą atminimą.

Ir galiausiai, mažos besisukančios dalelės elgesį gali pakeisti per ją sklindanti gravitacinė banga. Pakabinus ją laboratorijos kameroje ir išmatavus sukimosi greitį ir kryptį prieš prasklindant gravitacinei bangai ir po to, iš skirtumo būtų galima nustatyti ir kitokius gravitacinių bangų paliekamus atsiminimus.

Šis teorinis darbas suteikia mokslininkams intriguojantį naują gravitacinių bangų tyrimo eksperimentų kūrimo būdą.

Rafi Letzter
www.livescience.com