У серпні 2017 року астрономи здійснили ще один великий прорив, коли Лазерний інтерферометр Гравітаційно-хвильова обсерваторія (LIGO) виявив гравітаційні хвилі, які, як вважали, викликані злиттям двох нейтронних зірок. З цього часу вчені в багатьох установах по всьому світу проводили подальші спостереження для визначення наслідків цього злиття, навіть щоб перевірити різні космологічні теорії.
Наприклад, у минулому деякі вчені припускали, що невідповідність теорії загальної відносності Ейнштейна та природи Всесвіту у великих масштабах може бути пояснена наявністю додаткових вимірів. Однак, згідно з новим дослідженням групи американських астрофізиків, минулорічна подія кілонова фактично виключає цю гіпотезу.
Їх дослідження було нещодавно опубліковано в Журнал космології та фізики частинок,під назвою "Обмеження кількості розмірів простору-часу від GW170817". Дослідженням керував Кріс Пардо, аспірант кафедри астрофізичних наук Прінстонського університету, і він включав членів Чиказького університету, Стенфордського університету та Центру обчислювальної астрофізики Інституту Флатірона.
На відміну від попередніх подій, які спричиняли гравітаційні хвилі, подія кілонова - відома як GW170817 - передбачала злиття двох нейтронних зірок (на відміну від чорних дір) і наслідки були помітні для астрономів за допомогою звичайних телескопів. Більше того, це була перша астрономічна подія, виявлена як у гравітаційних, так і в електромагнітних хвилях - включаючи видиме світло, гамма-промені, рентгенівські промені та радіохвилі.
Як пояснив професор Даніель Хольц - професор астрономії / астрофізики та фізики Чиказького університету та співавтор дослідження:
«Це перший раз, коли нам вдалося виявити джерела одночасно як гравітаційними, так і світловими хвилями. Це забезпечує абсолютно новий і захоплюючий зонд, і ми вивчали всілякі цікаві речі про Всесвіт ».
Як зазначалося, вчені давно шукали пояснень невідповідності між нашим сучасним розумінням сили тяжіння (як пояснюється загальною відносністю) та нашими спостереженнями за Всесвітом. По суті, галактики та скупчення галактик чинять більший гравітаційний вплив, ніж можна пояснити кількістю видимої речовини (тобто зірок, пилу та газу).
Поки вчені пропонували існування темної матерії для пояснення очевидної "відсутньої маси", а темної енергії для пояснення того, чому Всесвіт перебуває у постійному (і прискорюваному) стані розширення. Але інша теорія полягає в тому, що на великих відстанях гравітація «просочується» в додаткові розміри, внаслідок чого вона стає слабкішою на великих масштабах. Це пояснило б очевидну невідповідність між астрономічними спостереженнями та Загальною відносністю.
Кінонова подія - і гравітаційні хвилі та світло, яке вона виробляла - запропонували дослідницькій групі спосіб перевірити цю теорію. В основному, якби гравітація просочилася в інші виміри після злиття, то сигнал, виміряний LIGO та іншими детекторами гравітаційних хвиль, був би слабшим, ніж очікувалося. Однак цього не було.
Виходячи з цього, команда визначила, що навіть за масштабами, що охоплюють сотні мільйонів світлових років, Всесвіт складається з трьох вимірів космосу та одного із часу, який ми знайомі. За словами команди, це лише перший із багатьох випробувань, які астрономи зможуть зробити завдяки нещодавньому вибуху в дослідженні гравітаційних хвиль.
"Є так багато теорій, що до цього часу ми не мали конкретних способів перевірити. Це змінює те, як багато людей можуть займатися астрономією », - сказав Фішбах. Завдяки майбутнім гравітаційним виявленням хвиль вчені можуть знайти способи перевірити інші космологічні таємниці. "Ми з нетерпінням чекаємо, що гравітаційні хвилі сюрпризи можуть мати для нас Всесвіт", - додав Хольц.
