Universum kanske "kommer ihåg" gravitationsvågor långt efter att de har passerat.
Det är förutsättningen för en teoretisk artikel som publicerades 25 april i tidskriften Physical Review D. Gravitationsvågor, svaga krusningar i rymden och tiden som mänskligheten bara under de senaste åren har lyckats upptäcka, tenderar att passera mycket snabbt. Men författarna till uppsatsen visade att efter vågorna passerar de kanske lämnar en region förändrad något - efterlämnar ett slags minne av deras korsning.
Dessa förändringar, som forskarna kallade ”ihållande observerbara gravitationsvågsvågor”, skulle vara ännu svagare än själva gravitationsvågorna, men dessa effekter skulle hålla längre. Föremål kan förskjutas något på plats. Positionerna för partiklar som driver genom rymden kan förändras. Även tiden i sig kan hamna lite synkroniserad och körs kort med olika hastigheter i olika delar av jorden.
Dessa förändringar skulle vara så små att forskare knappt skulle kunna upptäcka dem. Forskarna skrev i sitt papper att den enklaste metoden för att observera dessa effekter kan involvera två personer som "bär runt små gravitationsvågdetektorer" - ett skämt eftersom detektorer är ganska stora.
Men det finns sätt som forskare kan upptäcka dessa minnen. Här är den mest uppenbara: letar efter förskjutningar i speglarna hos befintliga gravitationsvågdetektorer.
Just nu kan forskare upptäcka gravitationsvågor genom att bygga observatorier som avfyrar mycket stilla och stabila laserstrålar över långa avstånd. När balkarna vinklar något är det ett tecken på att en gravitationsvåg har passerat. Genom att studera vridningarna kan fysiker mäta vågorna. Den första sådana upptäckten var 2015, och sedan dess har tekniken förbättrats så att observatorierna upptäcker gravitationsvågor så ofta som en gång i veckan.
Dessa vågor härrör från massiva händelser, som när svarta hål och neutronstjärnor kolliderar mycket långt borta i rymden. När de når jorden är dock vågorna knappt märkbara. Deras långsiktiga effekter är ännu mindre uppenbara.
Men speglarna i detektorer mäts ständigt på ett så exakt sätt att med tiden de förskjutningar som gravitationsvågorna orsakar kan bli så intensiva att forskare kommer att kunna upptäcka dem. Forskarna kom fram till en matematisk modell som förutsäger hur mycket speglarna bör växla över tiden med varje våg som passerar.
De andra metoderna som människor kan använda för att upptäcka dessa långvariga effekter involverar atomklockor och spinnande partiklar.
Två atomklockor placerade långt från varandra skulle uppleva en gravitationsvåg annorlunda, inklusive dess tidsutvidgningseffekter: Eftersom tiden skulle bromsas mer för en klocka än den andra, kan subtila skillnader i deras avläsningar efter att en våg passerade avslöja ett minne av vågen i det lokala universum.
Slutligen kan en liten snurrande partikel ändra dess beteende före och efter en vågs gång. Häng upp den i en kammare i ett labb och mät dess hastighet och rotationsriktning; mät det sedan igen när en våg passerat. Skillnaden i partikelns beteende skulle avslöja en annan typ av minne av vågen.
Detta teoretiska uppsats ger åtminstone forskare ett spännande nytt sätt att titta på byggnadsexperiment för att studera gravitationsvågor.
