Вселената „помни“ гравитационните вълни
Гравитационните талази минават през цялата Вселена като пулсации в пространството и времето, подбудени от някои от допустимо най-катастрофалните събития.
Със средства като Лазерния интерферометър на гравитационно-вълновата обсерватория (LIGO) и инструментариумът на лабораторията Viggo, в този момент можем да открием най-силните от тези пулсации, до момента в който минават към Земята. Но гравитационните талази оставят след себе си „ мемоари “ – непрекъснато прегъване на пространството и времето – до момента в който минават през тях, и в този момент сме на прага да можем да открием и това, което ни разрешава да разберем оптимално гравитацията.
Въпреки обстоятелството, че е на повече от век, теорията на Айнщайн за общата релативност е нашето настоящо схващане за това по какъв начин работи гравитацията. В тази доктрина, пространството и времето се сливат дружно в единна рамка, известна като пространство-време. Това пространство-време не е просто закрепена сцена, само че то се огъва в отговор на наличието на материя и сила.
Това прегъване, деформиране на пространство-времето по-късно продължава да споделя на материята по какъв начин да се движи. При общата релативност, всичко от светлината до патрона и изстреляните галактически кораби желаят да пътуват по права линия. Но пространство-времето към тях е накриво, което принуждава всички да следват извити траектории – като опит да се пресече планински проход по права линия, само че следвайки върховете и долините на топографията.
Това, което ние назоваваме „ гравитация “, е разследване от това деформиране на пространство-времето и от обстоятелството, че движещите се обекти нямат различен избор, с изключение на да следват кривите и вълнообразните чупки на пространство-времето към тях.
И като всяка друга гъвкава повърхнина, пространство-времето не просто се огъва, само че също по този начин и вибрира.
Представете си, че стоите на батут, по този начин вие ще го огънете надолу. Ако някой различен се опита да върви по батута покрай вас, той ще почувства вашата „ гравитация “ и ще бъде заставен да следва закривен път. Но задоволително надалеч от вас, той даже няма да забележи гравитационното ви въздействие.
Но в случай че започнете да скачате нагоре и надолу по батута, ще изпратите талази и тремора през цялата му повърхност и преминаващите през батута ще бъдат повлияни от вашето придвижване, колкото и надалеч от вас да се намират.
Гравитационните талази работят по същия метод, предавайки сила през пулсации в самата тъкан на пространство – времето. Тези пулсации произлизат от съвсем всеки вероятен тип придвижване, само че защото гравитацията е толкоз слаба (това е най-слабата мощ на природата), а гравитационните талази стават все по-слаби, единствено най-силните енергийни придвижвания са способни да основават талази, които да бъдат открити с принадлежности тук на Земята.
Досега нашите гравитационно-вълнови обсерватории LIGO и Virgo са забелязали десетки пагубни събития, включващи сливания на солидни черни дупки и неутронни звезди. Гравитационните талази от тези събития минават из цялата Вселена и несъмнено над Земята. Когато го вършат, те извънредно леко (с по-малко от ширината на един атом) движат нещата в близост.
Дори и нас. В момента всички сме леко притискани и опъвани от гравитационни талази от бурни събития на милиарди светлинни години от нас.
Може да си мислите, че събитието е завършило, откакто вълната премине. Но гравитацията е комплицирано нещо, а гравитационните талази са още по-трудни.
Почти всеки тип придвижване задейства генерирането на гравитационна вълна, от черните дупки, които се разрушават една в друга, до придвижването когато махате с ръка. И даже самите гравитационни талази провокират появяването на нови такива.
Докато гравитационните талази пулсират през пространство- времето, те се трансформират в източник на нови гравитационни талази, които се трансформират в източник на нови гравитационни талази, които се трансформират в източник на нови гравитационни талази и така нататък Всяко ново потомство талази е по-слабо от предходното, само че резултатът се състои в това, което учените назовават „ памет “ на пространство-времето – трайното му деформиране, оставено в резултат на преминаваща гравитационна вълна.
С други думи, когато гравитационните талази ни обливат, ние не просто се разтягаме и свиваме краткотрайно. Когато вълната към този момент е минала, ние си оставаме за непрекъснато опънати.
Тъй като гравитационните талази, генерирани от гравитационните талази, са толкоз слаби, към момента не сме намерили доказателства за тази „ памет “ на пространство- времето, само че би трябвало да е там, дебнеща в данните, получени от LIGO и Virgo. Това, което би трябвало да забележим, е трайно изместване на позицията на детекторите, доста след прекосяването на доказаното събитие на гравитационната вълна.
Наскоро екип от астрономи изследва какво ще е належащо, с цел да видят най-сетне „ паметта “ на гравитационната вълна. Тъй като всяко настрана събитие оставя след себе си единствено необикновено слаба памет, няма да можем да забележим сходни феномени единично, едно след друго. Вместо това би трябвало да съберем голям брой събития, с цел да изградим доказателствата, нужни с цел да открием паметта на гравитационна вълна.
И какъв брой събития ще ни трябват? Изследователите предвиждат, че ще би трябвало да запишем към 2000 самостоятелни сливания на черни дупки, преди да успеем да видим останалата след събитието непрекъсната памет. Този брой откривания няма да се случи скоро, само че идващото потомство гравитационни вълнови обсерватории, които се допуска, че биха събирали към 10 събития дневно, биха могли да намерят този „ спомен “ в границите на една година наблюдения.
Тази непрекъсната „ памет “ на пространство-времето би трябвало да е налице – в случай че прогнозите от теорията на общата релативност са правилни. И в случай че не се откри нищо след няколко години търсене, ще би трябвало да се преразгледа разбирането за гравитацията и да се види дали не сме не запомнили нещо.
