L'universo potrebbe "ricordare" le onde gravitazionali molto tempo dopo che sono passate.
Questa è la premessa di un articolo teorico pubblicato il 25 aprile sulla rivista Physical Review D. Onde gravitazionali, lievi increspature nello spazio e nel tempo che l'umanità è riuscita a rilevare solo negli ultimi anni, tendono a passare molto rapidamente. Ma gli autori dell'articolo hanno dimostrato che dopo il passaggio delle onde, potrebbero lasciare una regione leggermente modificata, lasciando una sorta di ricordo della loro traversata.
Questi cambiamenti, che i ricercatori hanno definito "osservabili persistenti delle onde gravitazionali", sarebbero persino più deboli delle onde gravitazionali stesse, ma quegli effetti durerebbero più a lungo. Gli oggetti potrebbero spostarsi leggermente fuori posto. Le posizioni delle particelle alla deriva nello spazio potrebbero essere modificate. Anche il tempo stesso potrebbe finire leggermente fuori sincrono, correndo brevemente a velocità diverse in diverse parti della Terra.
Questi cambiamenti sarebbero così minuscoli che gli scienziati sarebbero appena in grado di rilevarli. I ricercatori hanno scritto nel loro articolo che il metodo più semplice per osservare questi effetti potrebbe coinvolgere due persone "portandosi dietro piccoli rivelatori di onde gravitazionali" - uno scherzo perché i rivelatori sono piuttosto grandi.
Ma ci sono modi in cui i ricercatori potrebbero rilevare questi ricordi. Ecco il più ovvio: cercare spostamenti negli specchi dei rilevatori di onde gravitazionali esistenti.
Al momento, gli scienziati possono rilevare le onde gravitazionali costruendo osservatori che sparano raggi laser molto fermi e stabili su lunghe distanze. Quando i raggi si muovono leggermente, è segno che un'onda gravitazionale è passata. Studiando le oscillazioni, i fisici possono misurare le onde. Il primo rilevamento di questo tipo è stato nel 2015 e da allora la tecnologia è migliorata in modo tale che gli osservatori rilevino le onde gravitazionali con una frequenza settimanale.
Quelle onde hanno origine da eventi enormi, come quando buchi neri e stelle di neutroni si scontrano molto lontano nello spazio. Quando raggiungono la Terra, tuttavia, le onde sono appena percettibili. I loro effetti a lungo termine sono ancora meno evidenti.
Ma gli specchi nei rivelatori sono costantemente misurati in modo così preciso che, nel tempo, i cambiamenti che le onde gravitazionali possono causare potrebbero diventare così intensi che i ricercatori saranno in grado di individuarli. I ricercatori hanno escogitato un modello matematico che prevede quanto gli specchi dovrebbero spostarsi nel tempo ad ogni passaggio dell'onda.
Gli altri metodi che gli umani potrebbero usare per rilevare questi effetti a lungo termine coinvolgono orologi atomici e particelle rotanti.
Due orologi atomici posizionati a una certa distanza l'uno dall'altro proverebbero un'onda gravitazionale in modo diverso, compresi i suoi effetti di dilatazione del tempo: poiché il tempo sarebbe rallentato più per un orologio rispetto all'altro, sottili differenze nelle loro letture dopo il passaggio di un'onda potrebbero rivelare un ricordo di l'onda nell'universo locale.
Infine, una piccola particella rotante potrebbe cambiare il suo comportamento prima e dopo il passaggio di un'onda. Sospenderlo in una camera in un laboratorio e misurare la sua velocità e direzione di rotazione; quindi misuralo di nuovo dopo che un'onda è passata. La differenza nel comportamento della particella rivelerebbe un altro tipo di memoria dell'onda.
Questo articolo teorico, almeno, offre agli scienziati un nuovo modo intrigante per guardare alla costruzione di esperimenti per studiare le onde gravitazionali.
