Pada 11 Februari 2016, saintis di Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) mengumumkan pengesanan gelombang graviti pertama. Perkembangan ini, yang mengesahkan ramalan yang dibuat oleh Teori Relativiti Umum Einstein satu abad sebelumnya, membuka jalan penyelidikan baru untuk ahli kosmologi dan ahli astrofizik. Ia juga merupakan kawasan aliran bagi para penyelidik di Universiti Monash, yang memainkan peranan penting dalam penemuan tersebut.
Dan sekarang, sedikit lebih dari setahun kemudian, sepasukan penyelidik dari Monash Center for Astrophysics telah mengumumkan satu lagi kemungkinan penyataan. Berdasarkan kajian berterusan gelombang graviti, pasukan baru-baru ini mengusulkan konsep teori yang dikenali sebagai 'memori anak yatim'. Sekiranya benar, konsep ini dapat merevolusikan cara kita memikirkan gelombang graviti dan ruang-waktu.
Penyelidik dari Monash Center for Astrophysics adalah sebahagian daripada apa yang dikenali sebagai LIGO Scientific Collaboration (LSC) - sekumpulan saintis yang berdedikasi untuk mengembangkan perkakasan dan perisian yang diperlukan untuk mengkaji gelombang graviti. Selain membuat sistem untuk memeriksa deteksi, tim memainkan peranan penting dalam analisis data - mengamati dan menafsirkan data yang dikumpulkan - dan juga berperan dalam reka bentuk cermin LIGO.
Melihat lebih jauh dari apa yang diperhatikan oleh LIGO dan eksperimen lain (seperti Virgo Interferometer), pasukan penyelidik berusaha menangani bagaimana keupayaan pengesan ini dapat diperluas dengan mencari "memori" gelombang graviti. Kajian yang menerangkan teori ini baru-baru ini diterbitkan di Huruf Kajian Fizikal di bawah tajuk "Mengesan Memori Gelombang Graviti tanpa Isyarat Ibu Bapa".
Menurut teori baru mereka, masa-masa tidak kembali ke keadaan normal setelah peristiwa bencana menghasilkan gelombang graviti yang menyebabkannya meregang. Sebaliknya, ia tetap tegang, yang mereka sebut sebagai "memori anak yatim" - kata "anak yatim" yang menyinggung fakta bahawa "gelombang induk" tidak dapat langsung dikesan. Walaupun kesan ini belum dapat dilihat, ia dapat membuka beberapa peluang yang sangat menarik untuk penyelidikan gelombang graviti.
Pada masa ini, pengesan seperti LIGO dan Virgo hanya dapat mengetahui kehadiran gelombang graviti pada frekuensi tertentu. Oleh itu, penyelidik hanya dapat mengkaji gelombang yang dihasilkan oleh jenis peristiwa tertentu dan mengesannya kembali ke sumbernya. Seperti yang dikatakan oleh Lucy McNeill, seorang penyelidik dari Monash Center for Astrophysics dan pengarang utama di akhbar tersebut, dalam satu kenyataan akhbar Universiti baru-baru ini:
"Sekiranya terdapat sumber gelombang graviti eksotik di luar sana, misalnya, dari lubang hitam mikro, LIGO tidak akan mendengarnya kerana frekuensi terlalu tinggi. Tetapi kajian ini menunjukkan LIGO dapat digunakan untuk menyelidiki alam semesta untuk gelombang graviti yang pernah dianggap tidak dapat dilihat olehnya. "
Seperti yang mereka nyatakan dalam kajian mereka, gelombang gelombang graviti frekuensi tinggi (iaitu yang berada dalam atau di bawah julat kilohertz) akan menghasilkan memori anak yatim yang dapat diambil oleh pengesan LIGO dan Virgo. Ini bukan sahaja akan meningkatkan lebar jalur pengesan ini secara eksponensial, tetapi membuka kemungkinan untuk mencari bukti pecah gelombang graviti dalam carian sebelumnya yang tidak disedari.
Dr Eric Thrane, seorang pensyarah di Monash School of Physics and Astronomy dan seorang lagi anggota pasukan LSC, juga merupakan salah seorang pengarang bersama kajian baru ini. Seperti yang dinyatakannya, "Gelombang ini dapat membuka jalan untuk mempelajari fisika yang saat ini tidak dapat diakses oleh teknologi kami."
Tetapi seperti yang mereka akui dalam kajian mereka, sumber-sumber tersebut mungkin tidak ada dan diperlukan lebih banyak penelitian untuk mengesahkan bahawa "memori anak yatim" sebenarnya nyata. Walaupun begitu, mereka berpendapat bahawa mencari sumber frekuensi tinggi adalah cara yang berguna untuk mencari fizik baru, dan ini mungkin akan mendedahkan perkara yang tidak kita jangkakan.
"Pencarian memori gelombang graviti khusus diperlukan. Ini akan meningkatkan kepekaan berbanding dengan pencarian burst semasa, ”mereka menyatakan. "Selanjutnya, pencarian khusus dapat digunakan untuk menentukan apakah kandidat pengesanan konsisten dengan ledakan memori dengan memeriksa untuk melihat apakah sisa (berikut pengurangan isyarat) konsisten dengan suara Gauss."
Sayangnya, carian seperti itu mungkin harus menunggu pengganti yang dicadangkan untuk eksperimen LIGO Lanjutan. Ini termasuk Teleskop Einstein dan Cosmic Explorer, dua pengesan gelombang graviti generasi ketiga yang dicadangkan. Bergantung pada apa yang dijumpai oleh tinjauan masa depan, kita mungkin mendapati bahawa ruang-waktu tidak hanya membentang dari penciptaan gelombang graviti, tetapi juga mempunyai "tanda regangan" untuk membuktikannya!
