في 11 فبراير 2016 ، أعلن العلماء في مرصد موجات التداخل بالليزر (LIGO) عن الكشف الأول عن موجات الجاذبية. هذا التطور ، الذي أكد تنبّؤًا بنظرية آينشتاين للنسبية العامة قبل قرن من الزمان ، فتح طرقًا جديدة للبحث لعلماء الكون وعلماء الفلك. كما كانت نقطة تحول للباحثين في جامعة موناش ، الذين لعبوا دورًا مهمًا في الاكتشاف.
والآن ، بعد أكثر من عام بقليل ، أعلن فريق من الباحثين من مركز موناش للفيزياء الفلكية عن اكتشاف محتمل آخر. بناءً على دراساتهم المستمرة لموجات الجاذبية ، اقترح الفريق مؤخرًا مفهومًا نظريًا يعرف باسم "الذاكرة اليتيمة". إذا كان هذا صحيحًا ، فإن هذا المفهوم يمكن أن يحدث ثورة في الطريقة التي نفكر بها في موجات الجاذبية والزمكان.
يعد الباحثون من مركز موناش للفيزياء الفلكية جزءًا مما يُعرف باسم التعاون العلمي LIGO (LSC) - وهو مجموعة من العلماء المكرسين لتطوير الأجهزة والبرمجيات اللازمة لدراسة موجات الجاذبية. بالإضافة إلى إنشاء نظام لتدقيق عمليات الكشف ، لعب الفريق دورًا رئيسيًا في تحليل البيانات - مراقبة وتفسير البيانات التي تم جمعها - كما كان له دور فعال في تصميم مرايا LIGO.
بالنظر إلى أبعد من ما لاحظه ليجو والتجارب الأخرى (مثل مقياس التداخل الفيروسي) ، سعى فريق البحث إلى معالجة كيفية توسيع قدرات هذه الكواشف بشكل أكبر من خلال إيجاد "ذاكرة" موجات الجاذبية. الدراسة التي تصف هذه النظرية نشرت مؤخرا في رسائل المراجعة البدنية تحت عنوان "الكشف عن ذاكرة موجة الجاذبية بدون إشارات الوالدين".
وفقًا لنظريتهم الجديدة ، لا يعود الزمكان إلى حالته الطبيعية بعد أن يولد حدث كارثي موجات جاذبية تجعله يمتد. وبدلاً من ذلك ، فإنها تظل ممتدة ، والتي يشار إليها باسم "ذاكرة اليتيم" - كلمة "اليتيم" التي تشير إلى حقيقة أن "الموجة الأم" لا يمكن اكتشافها مباشرة. في حين أن هذا التأثير لم يلاحظ بعد ، إلا أنه يمكن أن يفتح بعض الفرص المثيرة للاهتمام لأبحاث الموجات التثاقلية.
في الوقت الحاضر ، فإن أجهزة الكشف مثل LIGO و Virgo قادرة فقط على تمييز وجود موجات الجاذبية عند ترددات معينة. على هذا النحو ، فإن الباحثين قادرون فقط على دراسة الموجات الناتجة عن أنواع معينة من الأحداث وتتبعها إلى مصدرها. وكما قالت لوسي ماكنيل ، باحثة من مركز موناش للفيزياء الفلكية والمؤلف الرئيسي في البحث ، في بيان صحفي للجامعة:
"إذا كانت هناك مصادر غريبة لموجات الجاذبية ، على سبيل المثال ، من الثقوب السوداء الدقيقة ، فلن يسمعها ليجو لأنها عالية التردد. لكن هذه الدراسة تظهر أن LIGO يمكن استخدامه لسبر الكون لموجات الجاذبية التي كان يعتقد في السابق أنها غير مرئية له. "
كما يشيرون في دراستهم ، فإن رشقات موجات الجاذبية عالية التردد (أي تلك الموجودة في أو أقل من نطاق كيلوهرتز) ستنتج ذاكرة يتيمة يمكن لكاشفات LIGO و Virgo التقاطها. لن يؤدي ذلك فقط إلى زيادة عرض النطاق الترددي لهذه الكواشف بشكل كبير ، ولكن يفتح إمكانية العثور على أدلة على انفجارات موجات الجاذبية في عمليات البحث السابقة التي مرت دون أن يلاحظها أحد.
وكان الدكتور إريك ثرين ، المحاضر في كلية موناش للفيزياء وعلم الفلك وعضو آخر في فريق LSC ، أحد مؤلفي الدراسة الجديدة. وكما قال ، "يمكن لهذه الموجات أن تفتح الطريق لدراسة الفيزياء التي لا يمكن الوصول إليها حاليًا من خلال التكنولوجيا الخاصة بنا."
ولكن كما يعترفون في دراستهم ، قد لا توجد مثل هذه المصادر حتى ، وهناك حاجة إلى مزيد من البحث لتأكيد أن "الذاكرة اليتيمة" هي في الواقع حقيقية. ومع ذلك ، يؤكدون أن البحث عن مصادر عالية التردد طريقة مفيدة للبحث عن فيزياء جديدة ، وقد يكشف فقط عن أشياء لم نتوقع العثور عليها.
"من المرغوب فيه إجراء بحث مخصص لذاكرة موجة الجاذبية. سوف يكون لها حساسية معززة مقارنة بعمليات البحث عن الاندفاع الحالية. "علاوة على ذلك ، يمكن استخدام بحث مخصص لتحديد ما إذا كان مرشح الكشف يتوافق مع انفجار الذاكرة عن طريق التحقق لمعرفة ما إذا كانت البقايا (بعد طرح الإشارة) متوافقة مع الضوضاء الغوسية."
للأسف ، قد تضطر عمليات البحث هذه إلى الانتظار إلى الخلف المقترحة لتجربة LIGO المتقدمة. وتشمل هذه تلسكوب آينشتاين ومستكشف كوني ، وهما من الجيل الثالث المقترح من الجيل الثالث للكشف عن موجات الجاذبية. اعتمادًا على ما توصلت إليه المسوحات المستقبلية ، قد نكتشف أن الزمكان لا يمتد فقط من خلق موجات الجاذبية ، ولكنه يحمل أيضًا "علامات التمدد" لإثبات ذلك!
