引力波留下可探測的痕跡

引力波 - 時空結(jié)構(gòu)中的漣漪 - 留下了大量的“記憶”，即使在它們過去之后也可以幫助檢測它們，根據(jù)一項研究。

這些波浪首次在2016年被發(fā)現(xiàn)，為宇宙提供了一個新的窗口，有可能告訴我們從大爆炸之后的時間到星系中心的最近事件。

數(shù)十億美元的激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)探測器全天24小時觀看引力波穿過地球。

康奈爾大學(xué)(Cornell University)博士候選人亞歷山大·格蘭特(Alexander Grant)表示，“在引力波通過后，引力波可以對探測器產(chǎn)生永久性變化，這是廣義相對論的一個相當(dāng)不同尋常的預(yù)測。”

物理學(xué)家早就知道引力波會沿著它們的路徑在粒子上留下記憶，并且已經(jīng)確定了五個這樣的記憶。

發(fā)表在“物理評論”雜志上的這項研究發(fā)現(xiàn)了引力波傳遞的另外三個后遺癥，即“持久的引力波可觀測量”，它有朝一日可以幫助識別穿過宇宙的波浪。

格蘭特說，每個新的可觀測量都提供了不同的方法來確認(rèn)廣義相對論，并提供了對引力波內(nèi)在屬性的深入了解。

研究人員說，這些屬性可以幫助從宇宙微波背景中提取信息 - 大爆炸留下的輻射。

“我們沒有預(yù)料到可以觀察到的豐富性和多樣性，”康奈爾大學(xué)教授Eanna Flanagan說。

研究人員確定了三個可觀測量，這些可觀測量顯示了引力波在時空中的平坦區(qū)域中的影響，該引力波經(jīng)歷了一系列引力波，之后它再次返回到一個平坦的區(qū)域。

第一個可觀察到的“曲線偏差”是兩個加速觀測者彼此分開的程度，與具有相同加速度的觀測者在不受引力波干擾的平坦空間中彼此分離的情況相比。

通過引力波沿兩條不同的曲線傳輸粒子的線性和角動量信息，并比較兩種不同的結(jié)果，得到第二個可觀察的“全息”。

第三部分研究當(dāng)一個粒子具有內(nèi)在自旋時，引力波如何影響兩個粒子的相對位移。

這些可觀測量中的每一個都是由研究人員以可以通過探測器測量的方式定義的。

研究人員說，曲線偏差和旋轉(zhuǎn)粒子的檢測程序“相對簡單易行”，只需要“一種測量分離的方法，觀察者可以跟蹤它們各自的加速度”。

研究人員表示，檢測全息可觀察性將更加困難，“需要兩名觀察者來測量當(dāng)?shù)氐臅r空曲率”。

他們說，鑒于LIGO甚至可以檢測到一個引力波所需的大小，檢測全息可觀測量的能力超出了當(dāng)前科學(xué)的范圍。