ألقِ حجراً في بركة ماء، وستنتشر دوائر على سطحها. عندما يغرق الحجر، تتباعد الموجات وتخفت تدريجياً. لكن إذا نظرنا إلى جوهر الزمكان، سنجد أنه لا يعمل تماماً بهذه الطريقة. النجم المار أو حتى الجسيم الصغير لا يتركان مجرد تموجات، بل إزاحة دائمة، وكأن مستوى الماء في مكان معين تغير قليلاً إلى الأبد بعد مرور قارب. هذه الظاهرة تسمى الموجات الثقالية الذاكرة الثقالية.
لفترة طويلة، كان يُعتقد أنه لا يمكن التقاط سوى الدفعة الأولى والأقوى، وهي ما تسمى الذاكرة الخطية. لكن مؤلفي الدراسة الجديدة، بالاعتماد على أفكار الفيزيائيين Stephen Hawking و Roger Penrose حول بنية الزمكان، أظهروا كيفية استخراج المساهمات غير الخطية الأكثر دقة من الإشارة. وللقيام بذلك، طبقوا تقنية «التكسية»: تخيلوا أنهم أحاطوا كل جسيم بسحابة من الكمات اللينة للحقل، كما لو كانوا يرتدون قفازاً يخفف الضوضاء الزائدة. هذه التكسية كانت الطريقة الوحيدة للتوفيق بين الرياضيات وما يمكن قياسه فعلياً.
النتيجة الأكثر إثارة للاهتمام تتعلق بكيفية تراكب هذه الآثار فوق بعضها البعض. إذا مر أكثر من جسم واحد، فإن ذاكراتهما الثقالية لا تُجمع ببساطة، بل تتفاعل، مما يولد موجات من رتبة أعلى. تخيل أنك تمرر إصبعك عدة مرات على نفس المكان على زجاج مغطى بالبخار. الأثر الأول هو الأوضح، لكن كل تمريرة تضيف خطوطاً جديدة، وفي النهاية تصبح الصورة أكثر تعقيداً. تعلم الفيزيائيون حساب هذه البنية الطبقية باستخدام ما يسمى بالحسابات الشاملة (inclusive calculations)، التي تأخذ في الاعتبار جميع النتائج الممكنة في وقت واحد، وتتنبأ بما سيسجله الجهاز بالضبط.
هذا النهج لا يرتب المعادلات فحسب، بل يقدم وصفة محددة للملاحظات المستقبلية: كيفية ضبط الكاشف ليرى ليس فقط الدفعة الخشنة، بل أيضاً الأصداء الهادئة للنجوم التي مضت منذ زمن بعيد.
تأثير الذاكرة الثقالية ضعيف جداً لدرجة أنه حتى بعد اندماج ثقبين أسودين، فإن إزاحة المرايا في كاشف LIGO ستكون حوالي واحد على ألف من قطر البروتون.
في رواية «الذاكرة» للويس ماكماستر بوجولد، يعيش البطل ذكريات الآخرين من جديد، تقريباً مثل كاشف يقرأ البصمات الثقالية لكوارث كونية مضت منذ زمن طويل.