كيف تغيّر عناقيد المجرات لون الموجات الثقالية سريع
الضوء يخترق غشاءً مجعداً — فيخرج مختلفاً قليلاً. وبالمثل تقريباً، تشعر الموجات الثقالية المولودة في الكون المبكر بالتوزيع غير المنتظم للمجرات والمادة المظلمة. تأثير ساكس-وولف (Sachs–Wolfe effect) هو إزاحة طفيفة في طاقة الإشعاع عندما يتسلق جاذبيةً أو ينزلق إليها. عادةً ما يُرصد في الخلفية الميكروية، لكن اتضح الآن أنه يعمل بنفس الطريقة مع الموجات الثقالية.
إذا كانت الخلفية الكونية للموجات الثقالية عالية الصوت بما يكفي — تقريباً، بطاقة أعلى من واحد على عشرة مليارات من الكثافة الحرجة للكون — يصبح التأثير ملحوظاً. إنه يلوّن الموجات: تظهر بقع متفاوتة الشدة في السماء وتشوهات مميزة في الطيف عند الترددات العالية. شبكة من مقاييس التداخل الفضائية، مثل LISA وTaiji، ستتمكن من رؤية هذا التموج.
أما الإثارة الكبرى فتكمن في التحقق المتبادل. يجب أن يطابق نمط البقع الناتج عن الموجات الثقالية النمط نفسه المعروف بالفعل من إشعاع الخلفية الكونية الميكروي. إذا تطابق هذان الإشارتان المختلفان تماماً، فسيكون ذلك دليلاً قاطعاً: الموجات وُلدت فعلاً في اللحظات الأولى بعد الانفجار العظيم، ولم تُنتج لاحقاً بواسطة مصادر فيزيائية فلكية. دون أخذ تأثير ساكس-وولف في الحسبان، يمكن ببساطة إعادة بناء شكل الطيف الأصلي بشكل خاطئ — والخلط بين عصر ولادة الخلفية.
قطع إشعاع الخلفية الكونية الميكروي إلينا مسافة استغرقت نحو 13,8 مليار سنة، لكن الموجات الثقالية أقدم منه — فهي خرجت من «العصور المظلمة» للكون عندما لم يكن الضوء قادراً على الانتشار.
في رواية «تواصل» لكارل ساغان، احتوت الإشارة الفضائية على «توقيع» الانفجار العظيم — وهكذا يأمل العلماء في قراءة بصمة بداية الزمن من خلال الارتباط المتبادل بين الموجات الثقالية والخلفية الكونية الميكروية.