2016年2月11日、レーザー干渉計重力波観測所（LIGO）の科学者たちは、重力波の最初の検出を発表しました。 1世紀前にアインシュタインの一般相対性理論によって行われた予測を確認したこの開発は、宇宙学者や天体物理学者に新しい研究の道を開きました。また、発見に重要な役割を果たしたモナッシュ大学の研究者にとっての分岐点でもありました。
そして今、1年少し後、Monash Center for Astrophysicsの研究者のチームが別の潜在的な発見を発表しました。チームは進行中の重力波の研究に基づいて、「孤児の記憶」として知られる理論的概念を最近提案しました。もし本当なら、この概念は私たちが重力波と時空について考える方法に革命を起こすかもしれません。
Monash Center for Astrophysicsの研究者は、重力波の研究に必要なハードウェアとソフトウェアの開発に専念する科学者のグループであるLIGO Scientific Collaboration（LSC）の一部です。検査を検出するためのシステムを作成することに加えて、チームはデータ分析（収集されたデータの観察と解釈）で重要な役割を果たし、LIGOミラーの設計にも役立ちました。
研究チームは、LIGOや他の実験（乙女座干渉計など）で観測されたものを超えて、重力波の「記憶」を見つけることによって、これらの検出器の機能をさらに拡張する方法に取り組みました。この理論を説明する研究は最近出版されました 物理的レビューレター 「親信号なしで重力波メモリを検出する」というタイトルで。
彼らの新しい理論によれば、激変イベントがそれを伸ばす重力波を生成した後、時空はその通常の状態に戻りません。代わりに、それは引き伸ばされたままであり、「孤児の記憶」と呼ばれます。「孤児」という言葉は、「親波」が直接検出できないことをほのめかしています。この効果はまだ観察されていませんが、重力波の研究に非常に興味深い機会を開く可能性があります。
現在、LIGOやVirgoのような検出器は、特定の周波数での重力波の存在しか識別できません。そのため、研究者は特定のタイプのイベントによって生成された波を研究し、それらをその発生源までたどることができます。宇宙物理学のためのモナッシュセンターの研究者であり、論文の筆頭著者であるルーシーマクニールは、最近の大学の記者発表でこう述べています。
「たとえばマイクロブラックホールからのエキゾチックな重力波の発生源がある場合、それらは高すぎるため、LIGOはそれらを聞くことができません。しかし、この研究では、LIGOを使用して、かつて宇宙からは見えないと考えられていた重力波を探査できることを示しています。」
彼らが彼らの研究で示しているように、高周波の重力波バースト（つまり、キロヘルツ範囲内またはそれ以下のバースト）は、LIGOおよびVirgo検出器が取得できる孤立したメモリを生成します。これにより、これらの検出器の帯域幅が指数関数的に増加するだけでなく、以前の検索で気付かなかった重力波バーストの証拠を見つける可能性が開かれます。
Monash School of Physics and Astronomyの講師であり、LSCチームのメンバーでもあるEric Thrane博士も、新しい研究の共著者の1人でした。彼が述べたように、「これらの波は、現在私たちの技術にアクセスできない物理学を研究する道を開くかもしれません。」
しかし、彼らが彼らの研究で認めているように、そのような情報源は存在しないかもしれません。それにもかかわらず、高周波源を検索することは、新しい物理学を探索するための有用な方法であり、それによって、私たちが期待していなかったことが明らかになる可能性があると彼らは主張します。
「専用の重力波メモリー検索が望ましい。現在のバースト検索に比べて感度が向上するだろう」と彼らは述べている。 「さらに、専用の検索を使用して、残差（信号減算後）がガウスノイズと一致しているかどうかを確認することにより、検出候補がメモリバーストと一致しているかどうかを判断できます。」
悲しいかな、そのような検索はAdvanced LIGO実験の提案された後継者を待つ必要があるかもしれません。これらには、アインシュタイン望遠鏡と宇宙探査機、提案されている2つの第3世代重力波検出器が含まれます。将来の調査結果に応じて、時空は重力波の生成から伸びるだけでなく、それを証明するための「伸びマーク」が付けられていることに気付くかもしれません。
