2016 年首次探测到引力波为爱因斯坦的广义相对论提供了决定性的证据。但另一个预测仍未得到证实：根据广义相对论，每个引力波都应该在时空结构上留下不可磨灭的印记。它应该永久性地扭曲空间，即使在引力波通过之后，也会改变引力波探测器上的镜像。自从大约六年前的首次发现以来，物理学家们一直在试图弄清楚如何测量这种所谓的“记忆效应”。为什么引力波会永久改变时空结构？这要归结于广义相对论将时空和能量紧密联系在一起。

首先考虑一下当引力波穿过引力波探测器的时候会发生什么。激光干涉引力波天文台（LIGO）有两个L形的长臂。想象一个围绕着手臂的圆，圆心在手臂的交点，引力波会周期性地扭曲这个圆，垂直挤压它，然后水平挤压它，两者交替，直至引力波通过。两条长臂之间的长度距离会发生震荡——这种行为揭示了圆的扭曲以及引力波的通过。根据记忆效应，引力波经过后，圆应该永久保持微小的变形。原因与广义相对论描述的引力的特殊性有关。

LIGO 探测到的天体是如此遥远，它们的引力微弱到可忽略不计。但是引力波的作用范围比引力大得多。造成记忆效应的属性——引力势也是如此。用简单的牛顿术语来说，引力势可以衡量一个物体从某个高度坠落时会获得多少能量。将铁砧从悬崖上推下来，铁砧的速度可以用于重构从悬崖坠落所能获得的“潜在”能量。但在广义相对论中，时空根据物体的运动向不同方向拉伸和挤压，势不仅决定了某个位置的势能——它还决定了时空的形状。