宇宙比你想像的更聰明，它可能記得它的過去！一項最新研究發現，一個被遺忘的理論——愛因斯坦一百多年前在廣義相對論中預言的"引力記憶"效應可能是真實存在的。我們宇宙的每一次劇烈動蕩——從最早期的黑洞碰撞到最近的宇宙大爆炸——都在時空中留下了永久的"記憶"，就像海灘上的腳印。
當科學家們在2015年首次探測到引力波時，全世界為之震驚。但如果说引力波只是宇宙中的"聲音"，那麼引力記憶就是這些聲音在宇宙結構上留下的永久"回聲"。這些"回聲"可能包含著宇宙早期歷史的關鍵資訊，告訴我們最早的黑洞是如何形成和合併的。
西班牙瓦倫西亞大學的博士生米格爾·米拉韋特-泰內斯（Miquel Miravet-Tenés）解釋說，觀察這種現象可以為我們提供更多不同物理學領域的知識。作為愛因斯坦廣義相對論的直接預測，它的觀測將再次證實這一理論的準確性！
想像你站在平靜的湖邊，突然有人跳入水中。你會看到波紋向外擴散，但更重要的是，當波紋過去後，一些小樹葉和漂浮物會永久地改變位置——這就是一種"記憶"效應。
在宇宙尺度上，當兩個黑洞合併時，它們會產生強大的引力波，這些波紋穿過整個宇宙。但根據愛因斯坦的理論，這些波紋不僅會暫時扭曲空間，還會在通過後留下永久的變化——就像那個湖中的跳水者。
研究團隊的突破性想法是：我們可以在宇宙微波背景輻射（CMB）中尋找這種引力記憶的證據。CMB是宇宙大爆炸後約38萬年留下的光，它基本上是宇宙嬰兒時期的"照片"。
哥本哈根大學尼爾斯·玻爾研究所的博士生大衛·奧尼爾（David O'Neill）解釋說，光的波長與其溫度直接相關——波長小意味著溫度高，波長大意味著溫度低。受引力波記憶影響的一些光變得“更熱”，而其他一些光變得“更冷”，這些熱冷光區會在天空中形成一種圖案。我們預測這種模式存在於宇宙微波背景輻射中，儘管非常微弱。
因為這就像在試圖在喧鬧的音樂節上聽到一根針掉落的聲音。引力記憶在CMB中造成的溫度變化極其微小——大約是一萬億分之一度！即使是目前最先進的望遠鏡，如普朗克衛星，也難以探測到如此細微的變化。
但這並不意味著它不存在。
研究人員認為，我們研究的效應難以置信地微妙。然而，在天空的某些區域，它可能會出乎意料地強烈。要探索這一點，我們需要更先進的模型，考慮宇宙的整個演化過程。這不是一項簡單的任務！但這可能使我們更接近探測到這種宇宙印記，並揭示宇宙演化的新見解。
如果科學家們成功證實引力記憶的存在，這將不僅是對愛因斯坦理論的又一次驗證，更重要的是，它將為我們提供一種全新的工具來研究宇宙的歷史。
通過分析CMB中的引力記憶信號，我們可能會發現超大品質黑洞在早期宇宙中合併的頻率是否高於現在，這將幫助我們理解星系和黑洞是如何隨著宇宙時間演化的。
研究團隊承認，他們的計算基於簡化的假設。例如，他們最初假設所有合併的黑洞品質相同，而實際上，它們的品質可能相差巨大——從幾百萬到數百億倍太陽品質。考慮到這種差異對CMB的影響將是未來研究的重要部分。
此外，引力記憶信號非常微弱，需要新一代更靈敏的儀器才能探測到。但這正是科學前進的方式——理論預測引領著技術發展。
正如愛因斯坦的許多其他預測一樣，引力記憶可能需要幾十年才能被直接觀測到。但這項新研究為我們提供了一條可行的路徑，通過研究宇宙微波背景輻射中的微小信號，我們可能最終能夠"讀取"記錄在宇宙結構中的古老事件的記憶。
就像考古學家從古老的遺跡中重建歷史一樣，天體物理學家可能很快就能從時空的"記憶"中重建宇宙的秘密歷史。
愛因斯坦的天才再次向我們展示：宇宙不僅比我們想像的更奇怪，它可能還比我們想像的更有"記性"。
參考資料：
Livescience: Unproven Einstein theory of 'gravitational memory' may be real after all, new study hints