為什么引力波會永久地改變時空的結(jié)構(gòu)？這可以歸結(jié)為廣義相對論對時空和能量的密切聯(lián)系。

20世紀(jì)60年代，當(dāng)時四位物理學(xué)家想要更好地理解廣義相對論。他們想知道在一個遠(yuǎn)離宇宙中所有質(zhì)量和能量的假設(shè)區(qū)域會發(fā)生什么，在那里引力可以忽略不計，但引力輻射不能。他們首先查看該區(qū)域遵循的對稱性。

令他們驚訝的是，除了預(yù)期的對稱性外，他們還發(fā)現(xiàn)了無窮無盡的對稱性。新的“超平移”對稱性表明，時空的各個部分可以被拉伸、擠壓和剪切，而在這個無限遙遠(yuǎn)的區(qū)域，其行為將保持不變。2014年，哈佛大學(xué)物理學(xué)家安德魯·斯特羅明格發(fā)現(xiàn)，記憶效應(yīng)是這些對稱性的物理表現(xiàn)。

測量方法

另外，地球的引力也會將LIGO的鏡子恢復(fù)到原來的位置，抹去它的記憶。所以即使時空中的扭結(jié)是永久的，鏡子位置的變化也不是永久的。研究人員需要在重力把鏡子拉回來之前，測量由記憶效應(yīng)引起的鏡子的位移。

雖然用目前的技術(shù)無法探測單個引力波引起的記憶效應(yīng)，但我們還能有效地將多個合并的信號疊加起來，以一種非常嚴(yán)格的統(tǒng)計方式積累證據(jù)。我們需要超過1000個引力波事件來積累足夠的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以確認(rèn)能夠觀測到所謂的記憶效應(yīng)。