Pada 11 Februari 2016, para ilmuwan di Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) mengumumkan deteksi pertama gelombang gravitasi. Perkembangan ini, yang mengkonfirmasi prediksi yang dibuat oleh Teori Relativitas Umum Einstein satu abad sebelumnya, membuka jalan baru penelitian bagi para kosmologis dan astrofisika. Itu juga merupakan titik balik bagi para peneliti di Universitas Monash, yang memainkan peran penting dalam penemuan ini.
Dan sekarang, sedikit lebih dari setahun kemudian, tim peneliti dari Monash Center for Astrophysics telah mengumumkan wahyu potensial lainnya. Berdasarkan studi gelombang gravitasi yang sedang berlangsung, tim baru-baru ini mengusulkan konsep teoritis yang dikenal sebagai 'memori anak yatim'. Jika benar, konsep ini dapat merevolusi cara kita berpikir tentang gelombang gravitasi dan ruangwaktu.
Para peneliti dari Monash Centre for Astrophysics adalah bagian dari apa yang dikenal sebagai LIGO Scientific Collaboration (LSC) - sekelompok ilmuwan yang didedikasikan untuk mengembangkan perangkat keras dan perangkat lunak yang diperlukan untuk mempelajari gelombang gravitasi. Selain menciptakan sistem untuk memeriksa deteksi, tim memainkan peran kunci dalam analisis data - mengamati dan menafsirkan data yang dikumpulkan - dan juga berperan dalam desain cermin LIGO.
Melihat melampaui apa yang LIGO dan eksperimen lain (seperti Virgo Interferometer) amati, tim peneliti berusaha untuk membahas bagaimana kemampuan detektor ini dapat diperluas lebih jauh dengan menemukan "memori" dari gelombang gravitasi. Studi yang menggambarkan teori ini baru - baru ini diterbitkan di Surat Tinjauan Fisik dengan judul "Mendeteksi Memori Gelombang Gravitasi tanpa Sinyal Induk".
Menurut teori baru mereka, ruangwaktu tidak kembali ke keadaan normal setelah peristiwa dahsyat menghasilkan gelombang gravitasi yang menyebabkannya meregang. Sebaliknya, itu tetap membentang, yang mereka sebut sebagai "memori anak yatim" - kata "anak yatim" menyinggung fakta bahwa "gelombang induk" tidak terdeteksi secara langsung. Walaupun efek ini belum diamati, ini bisa membuka beberapa peluang yang sangat menarik untuk penelitian gelombang gravitasi.
Saat ini, detektor seperti LIGO dan Virgo hanya mampu membedakan keberadaan gelombang gravitasi pada frekuensi tertentu. Dengan demikian, para peneliti hanya dapat mempelajari gelombang yang dihasilkan oleh jenis peristiwa tertentu dan melacaknya kembali ke sumbernya. Seperti Lucy McNeill, seorang peneliti dari Monash Centre for Astrophysics dan penulis utama di koran, mengatakan dalam pernyataan pers Universitas baru-baru ini:
“Jika ada sumber eksotis dari gelombang gravitasi di luar sana, misalnya, dari lubang hitam mikro, LIGO tidak akan mendengarnya karena frekuensi mereka terlalu tinggi. Tetapi penelitian ini menunjukkan LIGO dapat digunakan untuk menyelidiki alam semesta untuk gelombang gravitasi yang dulunya dianggap tidak terlihat olehnya. ”
Seperti yang mereka tunjukkan dalam penelitian mereka, ledakan gelombang gravitasi frekuensi tinggi (mis. Yang berada di atau di bawah kisaran kilohertz) akan menghasilkan memori yatim yang dapat diambil oleh detektor LIGO dan Virgo. Ini tidak hanya akan meningkatkan bandwidth detektor ini secara eksponensial, tetapi membuka kemungkinan untuk menemukan bukti ledakan gelombang gravitasi dalam pencarian sebelumnya yang tidak diperhatikan.
Dr Eric Thrane, seorang dosen di Sekolah Fisika dan Astronomi Monash dan anggota tim LSC yang lain, juga merupakan salah satu penulis penelitian baru ini. Saat ia menyatakan, "Gelombang ini dapat membuka jalan untuk mempelajari fisika yang saat ini tidak dapat diakses oleh teknologi kita."
Tetapi seperti yang mereka akui dalam penelitian mereka, sumber-sumber seperti itu mungkin bahkan tidak ada dan penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengonfirmasi bahwa “memori anak yatim” sebenarnya nyata. Namun demikian, mereka berpendapat bahwa mencari sumber frekuensi tinggi adalah cara yang berguna untuk menyelidiki fisika baru, dan itu mungkin saja mengungkapkan hal-hal yang tidak kita harapkan untuk ditemukan.
“Pencarian memori gelombang gravitasi khusus diperlukan. Ini akan memiliki sensitivitas yang ditingkatkan dibandingkan dengan pencarian burst saat ini, ”mereka menyatakan. "Selanjutnya, pencarian khusus dapat digunakan untuk menentukan apakah kandidat deteksi konsisten dengan memori meledak dengan memeriksa untuk melihat apakah residu (mengikuti pengurangan sinyal) konsisten dengan noise Gaussian."
Sayangnya, pencarian tersebut mungkin harus menunggu penerus yang diusulkan untuk percobaan LIGO Lanjutan. Ini termasuk Teleskop Einstein dan Penjelajah Kosmik, dua detektor gelombang gravitasi generasi ketiga yang diusulkan. Bergantung pada apa yang ditemukan oleh survei di masa depan, kita mungkin menemukan bahwa ruangwaktu tidak hanya membentang dari penciptaan gelombang gravitasi, tetapi juga menanggung "tanda regangan" untuk membuktikannya!
