11. veebruaril 2016 teatasid Laser Interferomeetri gravitatsioonilainete vaatluskeskuse (LIGO) teadlased gravitatsioonilainete esimesest tuvastamisest. See areng, mis kinnitas sajand varem Einsteini üldrelatiivsusteooria ennustust, avas kosmoloogidele ja astrofüüsikutele uusi uurimisvõimalusi. See oli ka kallakuga Monashi ülikooli teadlastele, kellel oli avastuses oluline roll.
Ja nüüd, veidi rohkem kui aasta pärast, on Monashi astrofüüsikakeskuse teadlaste meeskond teatanud veel ühest võimalikust ilmutusest. Tuginedes käimasolevatele gravitatsiooniliste lainete uuringutele, pakkus meeskond hiljuti välja teoreetilise kontseptsiooni, mida tuntakse kui orvumälu. Kui see on tõsi, võib see kontseptsioon revolutsiooniliselt muuta seda, kuidas mõtleme gravitatsiooniliste lainete ja kosmoseaja kohta.
Monashi astrofüüsikakeskuse teadlased on osa nn LIGO teaduslikust koostööst (LSC) - teadlaste grupist, kes on pühendunud gravitatsioonilainete uurimiseks vajaliku riist- ja tarkvara arendamisele. Lisaks avastamiskontrolli süsteemi loomisele oli meeskonnal oluline roll ka andmete analüüsimisel - kogutud andmete vaatlemisel ja tõlgendamisel - ning need olid ka LIGO peeglite kujundamisel olulised.
Vaadates kaugemale sellest, mida LIGO ja muud eksperimendid (näiteks Virgo Interferomeeter) täheldasid, püüdis uurimisrühm uurida, kuidas saaks nende detektorite võimalusi veelgi laiendada, leides gravitatsiooniliste lainete „mälu”. Seda teooriat kirjeldav uurimus avaldati hiljuti ajakirjas Füüsilise ülevaate kirjad pealkirja all “Gravitatsioonilise laine mälu tuvastamine ilma vanemsignaalideta”.
Nende uue teooria kohaselt ei pöördu kosmoseaeg normaalsesse olekusse pärast seda, kui kataklüsmiline sündmus tekitab gravitatsioonilisi laineid, mille tõttu see venib. Selle asemel jääb see venitatuks, mida nad nimetavad “orbude mäluks” - sõna “orv”, viidates asjaolule, et “vanemalaine” pole otseselt tuvastatav. Kuigi seda efekti on veel täheldatud, võib see avada väga huvitavaid võimalusi gravitatsioonilainete uurimiseks.
Praegu suudavad sellised detektorid nagu LIGO ja Neitsi tuvastada gravitatsioonilainete olemasolu ainult teatud sagedustel. Sellisena on teadlastel võimalik uurida vaid teatud tüüpi sündmuste tekitatud laineid ja jälgida neid tagasi nende allikani. Nagu ütles Monash Astrofüüsika Keskuse teadlased ja paberkandjal juhtiv autor Lucy McNeill hiljutises ülikooli pressiteates:
„Kui seal on eksootilisi gravitatsioonilainete allikaid, näiteks mikromustadest, siis LIGO ei kuule neid, kuna need on liiga kõrge sagedusega. Kuid see uuring näitab, et LIGO-d saab kasutada universumi sondeerimiseks gravitatsioonilainete jaoks, mis kunagi olid selle jaoks nähtamatud. "
Nagu nad oma uuringus märgivad, tekitaksid kõrgsageduslikud gravitatsioonilaine purunemised (st need, mis asuvad kilohertsides või sellest madalamal) orbude mälu, mida LIGO ja Neitsidetektorid saaksid koguda. See mitte ainult ei suurendaks nende detektorite ribalaiust plahvatuslikult, vaid avaks võimaluse leida tõendusi raskusjõu laine purunemise kohta varasemates otsingutes, mis jäid märkamata.
Uue uuringu kaasautoriteks oli ka Monashi füüsika ja astronoomia kooli õppejõud ning veel üks LSC meeskonna liige dr Eric Thrane. Nagu ta ütles: "Need lained võivad avada tee füüsika õppimiseks, mis on meie tehnoloogiale ligipääsmatu."
Kuid nagu nad oma uuringus tõdevad, ei pruugi selliseid allikaid isegi olemas olla ja selleks, et kinnitada, et “orvumälu” on tegelikult reaalne, on vaja rohkem uurida. Sellegipoolest väidavad nad, et kõrgsagedusallikate otsimine on kasulik viis uue füüsika uurimiseks ja see võib lihtsalt paljastada asju, mida me ei osanud oodata.
„Soovitav on spetsiaalne gravitatsioonilaine mälu otsing. Sellel on suurem tundlikkus võrreldes praeguste purskeotsingutega, ”väidavad nad. "Lisaks saab spetsiaalse otsingu abil tuvastada, kas tuvastuskandidaat vastab mälupurskele, kontrollides, kas jäägid (pärast signaali lahutamist) vastavad Gaussi mürale."
Paraku võib juhtuda, et sellised otsingud peavad ootama arenenud LIGO katse kavandatud järeltulijaid. Nende hulka kuuluvad Einsteini teleskoop ja Cosmic Explorer, kaks kavandatud kolmanda põlvkonna gravitatsioonilise laine detektorit. Sõltuvalt sellest, mida tulevased uuringud leiavad, võime avastada, et kosmoseaeg ei kulge mitte ainult gravitatsiooniliste lainete loomisest, vaid kannab selle tõestamiseks ka „venitusarme!“
