https://www.popularmechanics.com/space/deep-space/a64088911/gravitational-memory/

Prema Ajnštajnovoj teoriji opšte relativnosti, gravitacioni talasi iskrivljuju prostor-vreme. U tom procesu, mogli bi utisnuti trajne promjene, ili “gravitacijsko pamćenje”, u svoju okolinu.

Istraživači sada misle da bi gravitaciona memorija mogla biti zapisana na fotonima širom kosmičke mikrotalasne pozadine – najstarije radijacije u svemiru.

Iako se smatra da je gravitaciona memorija previše suptilna da bi je otkrila čak i naša najosjetljivija oprema, budući instrumenti bi konačno mogli uhvatiti signal.

Da su se dvije crne rupe srušile jedna na drugu prije milijardi godina, iako nismo bili u blizini da gledamo, da li bismo mogli to saznati?

Pa, kako se ispostavilo, možda bismo i mogli. Einsteinova teorija opće relativnosti opisuje kako gravitacija masivnih objekata i ekstremnih pojava – kao što su spajanje crnih rupa i supernove s kolapsom jezgra (koje ponekad završe kao crne rupe) – uzrokuju talasanje koje trajno iskrivljuje prostor-vrijeme i prelazi prazninu brzinom svjetlosti. Ovi talasi su poznati kao gravitacioni talasi i smatra se da su efekti ovih talasa trajno utisnuti u njihovu okolinu kao “gravitaciono pamćenje”.

Dokazi o gravitacionoj memoriji, međutim, i dalje izmiču teleskopima. Čak ni laserska interferometarska gravitaciono-valna opservatorija (LIGO) — koja je prva otkrila gravitacijske valove 2015. — nije uspjela uhvatiti memorijski signal. Premotamo jednu deceniju unapred, i tim istraživača sa Instituta Niels Bohr u Danskoj i Univerziteta u Valensiji u Španiji sada ima ideju gde bismo mogli da potražimo da konačno pronađemo ove misteriozne gravitacione memorijske otiske, koje opisuju u studiji objavljenoj na serveru za preprint arXiv.

Kataklizmični događaji ostavljaju trag na kosmičkoj mikrotalasnoj pozadini (CMB) – ostatku ogromnog udarnog talasa koji je Veliki prasak poslao kroz svemir i najstarije zračenje koje se može detektovati u svemiru. Istraživači koji stoje iza ovog novog rada vjeruju da je CMB vjerovatno ugrađen sa “sjećanjima” na spajanja crnih rupa kao rezultat gravitacijskih valova koji su rezultat tih spajanja ostavljajući za sobom temperaturne promjene u CMB zračenju.

“Fotoni koji putuju kroz svemir mogu doživjeti trajna izobličenja i skretanja uzrokovana pamćenjem gravitacijskih valova iz jednog takvog događaja spajanja”, navodi tim u radu. “[Postoji] rezultirajuća promjena u talasnoj dužini fotona.”

Gravitacijski valovi koji stupaju u interakciju sa svjetlosnim česticama, ili fotonima, mogu promijeniti svoj smjer, brzinu ili ugaoni moment. Kao rezultat toga, fotoni na koje utječu ove trajne promjene u suštini nose sa sobom gravitacijsko pamćenje dok putuju. Kad bismo nekako mogli otkriti promjene napravljene na fotonima, mogli bismo analizirati te efekte i otkriti koje su ih vrste događaja izazvale.

Gravitaciono pamćenje može otkriti stvari kao što su udaljenosti do spajanja crnih rupa, mase i sile sudara. To bi takođe moglo baciti više svjetla na to kako je rani svemir evoluirao. U slučaju supernove s kolapsom jezgra, smrti masivne zvijezde koja je izgorjela svu svoju energiju i kolabirala u nasilnoj eksploziji, gravitacijsko pamćenje bi nam moglo dati uvid u svojstva koja teleskop ili svemirska letjelica ne mogu primijetiti.

Budući da se predviđa da će oscilacije gravitacijskih memorijskih valova biti mnogo manje amplitude od gravitacijskih valova iz kojih potiču – bez obzira na dodatnu buku od ljudske aktivnosti na Zemlji – one još nisu otkrivene. Čak i najosjetljivija oprema još uvijek nije dovoljno osjetljiva. NASA-ina predstojeća LISA (Laser Interferometer Space Antenna) opservatorija mogla bi biti naša najbolja šansa da pronađemo dokaze.

„Iako je skrivena ispod mnoštva drugih signala“, napisali su istraživači, „cijela istorija spajanja crnih rupa je uhvaćena u [CMB, koji je] najstariji snimak našeg svemira“.