zwaartekracht golven, voor het eerst ontdekt in 2016, een nieuw venster op het universum bieden, met het potentieel om ons alles te vertellen, van de tijd na de oerknal tot recentere gebeurtenissen in de centra van sterrenstelsels.

En terwijl de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO)-detector van een miljard dollar 24/7 uitkijkt of zwaartekrachtgolven door de aarde gaan, nieuw onderzoek toont aan dat die golven veel "herinneringen" achterlaten die kunnen helpen ze te detecteren, zelfs nadat ze zijn gepasseerd.

"Dat zwaartekrachtgolven permanente veranderingen aan een detector kunnen achterlaten nadat de zwaartekrachtgolven zijn gepasseerd, is een van de nogal ongebruikelijke voorspellingen van de algemene relativiteitstheorie, ", aldus promovendus Alexander Grant, hoofdauteur van "Persistent Gravitational Wave Observables:General Framework, " gepubliceerd op 26 april in Fysieke beoordeling D .

Natuurkundigen weten al lang dat zwaartekrachtsgolven een herinnering achterlaten op de deeltjes langs hun pad, en hebben vijf van dergelijke herinneringen geïdentificeerd. Onderzoekers hebben nu nog drie nawerkingen gevonden van het passeren van een zwaartekrachtgolf, "persistente waarnemingen van zwaartekrachtgolven" die op een dag kunnen helpen bij het identificeren van golven die door het universum gaan.

Elke nieuwe waarneembare, Grant zei, biedt verschillende manieren om de algemene relativiteitstheorie te bevestigen en biedt inzicht in de intrinsieke eigenschappen van zwaartekrachtsgolven.

die eigenschappen, zeiden de onderzoekers, zou kunnen helpen informatie uit de kosmische microgolfachtergrond te halen - de straling die is overgebleven van de oerknal.

"We hadden niet geanticipeerd op de rijkdom en diversiteit van wat kon worden waargenomen, " zei Éanna Flanagan, de Edward L. Nichols Professor en voorzitter van de natuurkunde en hoogleraar astronomie.

"Wat voor mij verrassend was aan dit onderzoek, is hoe verschillende ideeën soms onverwacht met elkaar in verband werden gebracht, " zei Grant. "We hebben een grote verscheidenheid aan verschillende waarneembare dingen overwogen, en vond dat vaak te weten over een, je moest de ander begrijpen."

De onderzoekers identificeerden drie waarneembare objecten die de effecten laten zien van zwaartekrachtgolven in een vlak gebied in de ruimtetijd dat een uitbarsting van zwaartekrachtgolven ervaart, waarna het weer een vlak gebied wordt. De eerste waarneembare "kromme afwijking, " is hoeveel twee versnellende waarnemers van elkaar scheiden, vergeleken met hoe waarnemers met dezelfde versnellingen van elkaar zouden scheiden in een vlakke ruimte die niet werd verstoord door een zwaartekrachtgolf.

De tweede waarneembare "holonomie, " wordt verkregen door informatie over het lineaire en impulsmoment van een deeltje langs twee verschillende krommen door de zwaartekrachtsgolven te transporteren, en het vergelijken van de twee verschillende resultaten.

De derde kijkt naar hoe zwaartekrachtsgolven de relatieve verplaatsing van twee deeltjes beïnvloeden wanneer een van de deeltjes een intrinsieke spin heeft.

Elk van deze waarneembare objecten wordt door de onderzoekers gedefinieerd op een manier die door een detector kan worden gemeten. De detectieprocedures voor krommeafwijking en de draaiende deeltjes zijn "relatief eenvoudig uit te voeren, " schreven de onderzoekers, alleen "een middel om de scheiding te meten en voor de waarnemers om hun respectieve versnellingen bij te houden."

Het detecteren van de waarneembare holonomie zou moeilijker zijn, Zij schreven, "waarbij twee waarnemers nodig zijn om de lokale kromming van de ruimtetijd te meten (mogelijk door zelf kleine zwaartekrachtgolfdetectoren rond te dragen)." Gezien de grootte die LIGO nodig heeft om zelfs maar één zwaartekrachtgolf te detecteren, het vermogen om holonomie-waarneembare waarnemingen te detecteren ligt buiten het bereik van de huidige wetenschap, zeggen onderzoekers.

"Maar we hebben al veel spannende dingen gezien met zwaartekrachtgolven, en we zullen nog veel meer zien. Er zijn zelfs plannen om een ​​zwaartekrachtgolfdetector in de ruimte te plaatsen die gevoelig zou zijn voor andere bronnen dan LIGO, ' zei Flanagan.