تحوّل الموجات الثقالية إلى ضوء سريع
الحجر الملقى في الماء يترك دوائر تنتشر. الموجة الثقالية هي تموّج مماثل، لكن في نسيج الزمكان. تُنتج، على سبيل المثال، عن اندماج ثقبين أسودين. في الفيزياء الكلاسيكية، هذا التموّج أبدي: بمجرد أن ينشأ، يطير عبر الكون دون أن يخمد.
لكن الجاذبية تخضع للقوانين الكمومية. تتكون الموجة من حِزَم صغيرة تسمى الغرافيتونات (الجسيمات الحاملة للجاذبية). أظهر الباحثون أن تدفق الغرافيتونات يمكن أن يتحلل إلى أزواج من الفوتونات، جسيمات الضوء.
الفيزياء الكلاسيكية تحظر هذه الحيلة. إنها ظاهرة كمومية بحتة.
التحلل يترك أدلة. الفوتونات المولودة تُسخّن إشعاع الخلفية الكونية (الضوء البارد الناتج عن الانفجار العظيم)، وتضيف توهجًا إضافيًا إلى الفضاء بين المجرات، وقد تفلق نوى العناصر الخفيفة مثل الديوتيريوم. ولأول مرة، قدّر مؤلفو العمل مدى قوة الموجات الثقالية الأصلية التي يجب أن تكون حتى تصبح هذه الآثار ملحوظة. حتى الآن، القيود صارمة، لكن المبدأ نفسه يفتح الباب: يمكن التقاط الموجات الثقالية ليس فقط بواسطة كواشف مثل LIGO، ولكن أيضًا من خلال صدىها الكمومي في الضوء.
الدوائر على الماء تختفي، وتتحول إلى حرارة. التموّج الثقالي ليس أبديًا أيضًا — فهو قادر على أن يصبح ضوءًا.
الغرافيتون بعيد المنال لدرجة أن التقاط جسيم واحد أمر غير واقعي — سيتطلب ذلك كاشفًا بحجم كوكب المشتري. لكن التأثيرات الجماعية، كما في هذا العمل، تجعل الجاذبية متاحة للدراسة من خلال عاداتها الكمومية.
في رواية «الاتصال» لكارل ساغان، تحتوي الإشارة الفضائية على مخططات لآلة تستخدم الموجات الثقالية. تحلل الموجات إلى ضوء قد يكون مفتاحًا لفك شفرة مثل هذه الرسائل.