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粒子 連時間和空間也被影響？宇宙可能會“記住”每一個引力波！

宇宙會“記住”引力波？這是發表在《物理評論D》(Physical Review d)上一篇理論論文的觀點，研究指出，在波經過之后，它們可能會留下一個稍微改變的區域——留下一種它們穿過的記憶。這些被研究人員稱為“持久引力波可觀測”的變化，甚至比引力波本身還要微弱，但這些影響將持續更長時間。物體可能會稍微移動到不合適的位置，粒子在空間中漂移的位置可能會改變。
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【 粒子|連時間和空間也被影響？宇宙可能會“記住”每一個引力波！】甚至時間本身也可能會稍微不同步，在地球不同的地方以不同的速度短暫運行。這些變化是如此微小，以至于科學家幾乎無法探測到它們。研究人員在論文中寫道，觀察這些效應最簡單的方法可能是兩個人“攜帶著小型引力波探測器”——顯然這是個玩笑，因為探測器相當大。但是研究人員可以通過一些方法來檢測這些記憶。這是最明顯的一個：尋找現有引力波探測器反射鏡的位移。現在，科學家們可以通過建造能夠遠距離發射非常靜止和穩定的激光束的天文臺來探測引力波。
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當光束輕微擺動時，這是引力波通過的信號。通過研究擺動，物理學家可以測量波。這些波來自大質量事件，比如黑洞和中子星在遙遠的太空相撞。然而，當它們到達地球時，引力波幾乎看不出來。它們的長期影響甚至不那么明顯。但是探測器上的鏡子總是被精確地測量，隨著時間的推移，引力波引起的位移可能會變得如此強烈，以至于研究人員能夠發現它們。研究人員提出了一個數學模型，可以預測每波經過時反射鏡的位移。人類可能用來檢測這些長期影響的其他方法包括原子鐘和旋轉粒子。
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兩個相距一定距離的原子鐘會以不同方式體驗引力波，包括它的時間膨脹效應：因為一個時鐘的時間會比另一個時鐘慢得多，所以它們在波經過后讀數的細微差別，可能揭示了局部宇宙中對波的記憶。最后，一個微小自旋粒子可能會在波經過前后改變其行為。把它懸浮在實驗室的一個房間里，測量它的旋轉速度和方向；然后在波經過后再測量一次，粒子行為的差異將揭示波的另一種記憶。這篇理論論文至少為科學家們提供了一個有趣的新視角，讓他們可以通過建立實驗來研究引力波。
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引力波記憶效應特征是由引力波的通過引起的一對初始碰撞試驗粒子的永久相對位移。關于這種效應的研究已經闡明了這種引力現象的物理起源，以及用零無窮大的守恒電荷和“軟定理”來解釋這種引力現象。在這篇論文中，描述了一種比引力波存儲器更普遍的效應，它不一定與這些電荷和軟定理有關，但在理論上是可測量。把這些效應稱為持久引力波可觀測。這些可觀測的東西在時空的非輻射區域中消失，它們的影響在一個正在輻射的時空區域之后“持續”下去。這類持久可觀測值的三個例子，以及計算它們的一般技術。
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為了簡單起見，這些示例將非輻射區域的類別限制為完全平坦的區域。第一個例子是允許任意加速度的測地線偏差的一般化。第二個例子是一個整體可觀察，它是由一個閉環定義。它包含通常的“位移”引力波存儲器；三種先前確定但不太為人所知的記憶效應(固有時間、速度和旋轉記憶)；以及額外的新觀測值。最后第三個例子是一個顯式的程序，通過這個程序，觀察者可以使用旋轉測試粒子來測量持久效應，研究簡要地討論了引力波探測器(如LIGO和Virgo)測量這些觀測數據的能力。
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