เมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ 2559 นักวิทยาศาสตร์ที่ Laser Interferometer Gravitational-Observatory (LIGO) ประกาศการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงครั้งแรก การพัฒนานี้ซึ่งยืนยันคำทำนายจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein เมื่อหนึ่งศตวรรษก่อนได้เปิดช่องทางใหม่ของการวิจัยสำหรับนักดาราศาสตร์วิทยาและนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ นอกจากนี้ยังเป็นแหล่งต้นน้ำสำหรับนักวิจัยที่มหาวิทยาลัย Monash ผู้มีบทบาทสำคัญในการค้นพบ
และตอนนี้ประมาณหนึ่งปีต่อมาทีมนักวิจัยจาก Monash Center for Astrophysics ได้ประกาศการเปิดเผยที่เป็นไปได้อีกครั้ง จากการศึกษาอย่างต่อเนื่องของพวกเขาเกี่ยวกับคลื่นความโน้มถ่วงทีมเพิ่งเสนอแนวคิดเชิงทฤษฎีที่รู้จักกันในนาม 'หน่วยความจำเด็กกำพร้า' หากเป็นจริงแนวคิดนี้สามารถปฏิวัติวิธีที่เราคิดเกี่ยวกับคลื่นความโน้มถ่วงและกาลอวกาศ
นักวิจัยจาก Monash Center for Astrophysics เป็นส่วนหนึ่งของสิ่งที่เรียกว่า LIGO Scientific Collaboration (LSC) - กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่อุทิศตนเพื่อพัฒนาฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่จำเป็นสำหรับการศึกษาคลื่นความโน้มถ่วง นอกเหนือจากการสร้างระบบสำหรับตรวจจับการตรวจจับแล้วทีมยังมีบทบาทสำคัญในการวิเคราะห์ข้อมูล - การสังเกตและตีความข้อมูลที่รวบรวม - และยังเป็นเครื่องมือในการออกแบบกระจก LIGO
เมื่อมองไปไกลกว่าสิ่งที่ LIGO และการทดลองอื่น ๆ (เช่น Virgo Interferometer) ตั้งข้อสังเกตทีมวิจัยพยายามที่จะกล่าวถึงความสามารถของเครื่องตรวจจับเหล่านี้สามารถขยายออกไปอีกได้โดยการค้นหา "ความทรงจำ" ของคลื่นความโน้มถ่วง การศึกษาที่อธิบายถึงทฤษฎีนี้ได้รับการตีพิมพ์ใน จดหมายทบทวนทางกายภาพ ภายใต้ชื่อ“ การตรวจจับหน่วยความจำคลื่นความโน้มถ่วงที่ไม่มีสัญญาณผู้ปกครอง”
ตามทฤษฎีใหม่ของพวกเขากาลอวกาศไม่กลับสู่สภาวะปกติหลังจากเหตุการณ์กลียุคสร้างคลื่นความโน้มถ่วงที่ทำให้มันยืดออก แต่มันยังคงยืดซึ่งพวกเขาอ้างถึงเป็น "หน่วยความจำเด็กกำพร้า" - คำว่า "เด็กกำพร้า" ยิ่งทำให้ความจริงที่ว่า "คลื่นแม่" ไม่สามารถตรวจพบได้โดยตรง ในขณะที่ยังไม่ได้สังเกตเห็นผลกระทบนี้มันอาจเปิดโอกาสที่น่าสนใจมากสำหรับการวิจัยคลื่นความโน้มถ่วง
ในปัจจุบันเครื่องตรวจจับอย่าง LIGO และ Virgo สามารถแยกแยะการปรากฏตัวของคลื่นความโน้มถ่วงที่ความถี่บางอย่างเท่านั้น ดังนั้นนักวิจัยสามารถศึกษาคลื่นที่เกิดจากเหตุการณ์บางประเภทและติดตามพวกเขากลับไปยังแหล่งกำเนิดของพวกเขา ในฐานะที่เป็น Lucy McNeill นักวิจัยจาก Monash Center for Astrophysics และผู้เขียนหลักบนกระดาษกล่าวในแถลงการณ์ของมหาวิทยาลัยเมื่อเร็ว ๆ นี้:
“ หากมีแหล่งที่มาของคลื่นความโน้มถ่วงที่แปลกใหม่เช่นจากหลุมดำขนาดเล็ก LIGO จะไม่ได้ยินพวกเขาเพราะพวกเขามีความถี่สูงเกินไป แต่การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่า LIGO สามารถใช้ในการตรวจสอบเอกภพสำหรับคลื่นความโน้มถ่วงซึ่งครั้งหนึ่งเคยคิดว่าจะมองไม่เห็น”
ดังที่ระบุไว้ในการศึกษาของพวกเขาการระเบิดคลื่นความโน้มถ่วงความถี่สูง (เช่นที่อยู่ในหรือต่ำกว่าช่วงกิโลเฮิร์ตซ์) จะสร้างหน่วยความจำเด็กกำพร้าที่เครื่องตรวจจับ LIGO และราศีกันย์จะสามารถรับได้ สิ่งนี้ไม่เพียง แต่จะเพิ่มแบนด์วิดท์ของเครื่องตรวจจับเหล่านี้แบบเอกซ์โปเนนเชียลเท่านั้น แต่ยังเปิดโอกาสในการค้นหาหลักฐานของคลื่นแรงโน้มถ่วงที่ระเบิดในการค้นหาก่อนหน้านี้ที่ไม่มีใครสังเกตเห็น
ดร. Eric Thrane ผู้บรรยายที่ Monash School of Physics and Astronomy และอีกหนึ่งสมาชิกของทีม LSC ก็เป็นหนึ่งในผู้ร่วมเขียนการศึกษาใหม่ด้วย ดังที่เขากล่าวว่า“ คลื่นเหล่านี้สามารถเปิดทางให้การศึกษาฟิสิกส์ในปัจจุบันไม่สามารถเข้าถึงเทคโนโลยีของเราได้”
แต่เมื่อพวกเขายอมรับในการศึกษาของพวกเขาแหล่งข้อมูลดังกล่าวอาจไม่มีอยู่จริงและจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อยืนยันว่า อย่างไรก็ตามพวกเขายืนยันว่าการค้นหาแหล่งความถี่สูงเป็นวิธีที่มีประโยชน์ในการตรวจสอบฟิสิกส์ใหม่และอาจเปิดเผยสิ่งที่เราไม่คาดหวังว่าจะได้พบ
“ การค้นหาหน่วยความจำคลื่นความโน้มถ่วงโดยเฉพาะนั้นเป็นที่ต้องการ มันจะมีความไวที่เพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับการค้นหาข้อมูลล่าสุด” พวกเขาระบุ “ นอกจากนี้ยังสามารถใช้การค้นหาเฉพาะเพื่อตัดสินว่าผู้สมัครการตรวจสอบนั้นสอดคล้องกับหน่วยความจำที่ออกมาหรือไม่โดยการตรวจสอบเพื่อดูว่าส่วนที่เหลือ (ตามการลบสัญญาณ) สอดคล้องกับเสียงเกาส์หรือไม่”
อนิจจาการค้นหาดังกล่าวอาจต้องรอผู้สืบทอดที่เสนอให้กับการทดสอบ LIGO ขั้นสูง สิ่งเหล่านี้รวมถึง Einstein Telescope และ Cosmic Explorer สองเครื่องที่เสนอเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงรุ่นที่สาม เราอาจค้นพบว่ากาลอวกาศไม่เพียง แต่ยืดเยื้อจากการสร้างคลื่นความโน้มถ่วงเท่านั้น แต่ขึ้นอยู่กับการสำรวจในอนาคตที่จะพบ แต่ยังมี "รอยแตกลาย" เพื่อพิสูจน์ด้วย!
