През август на 2017 г. астрономите направиха друг голям пробив, когато Лазерната интерферометрова гравитационно-вълнова обсерватория (LIGO) откри гравитационни вълни, за които се смята, че са причинени от сливането на две неутронни звезди. Оттогава учените в множество съоръжения по света провеждат последващи наблюдения, за да определят последствията от това сливане, дори да тестват различни космологични теории.
Например в миналото някои учени предполагаха, че несъответствията между Теорията на общата относителност на Айнщайн и природата на Вселената върху големи мащаби могат да бъдат обяснени с наличието на допълнителни измерения. Според ново проучване на екип от американски астрофизици, миналогодишното събитие с килонови фактически изключва тази хипотеза.
Тяхното проучване беше публикувано наскоро в Списание за космология и физика на частиците,озаглавен „Ограничения за броя на пространствено-времевите размери от GW170817“. Изследването беше ръководено от Крис Пардо, аспирант от катедрата по астрофизични науки в Принстънския университет и включваше членове от Чикагския университет, Станфордския университет и Центъра за изчислителна астрофизика на Института Флатирон.
За разлика от предишни събития, които произвеждат гравитационни вълни, събитието с кинонова - известно като GW170817 - включваше сливането на две неутронни звезди (за разлика от черните дупки) и последствията бяха видими за астрономите с помощта на конвенционални телескопи. Нещо повече, това беше първото астрономическо събитие, открито както в гравитационни, така и в електромагнитни вълни - включително видима светлина, гама лъчи, рентгенови лъчи и радиовълни.
Както обясни проф. Даниел Холц - професор по астрономия / астрофизика и физика в Чикагския университет и съавтор на изследването:
„Това е първият път, когато успяхме да открием източници едновременно в гравитационните и светлинните вълни. Това осигурява изцяло нова и вълнуваща сонда и ние научихме всякакви интересни неща за Вселената. "
Както беше отбелязано, учените отдавна търсят обяснения за несъответствието между нашето съвременно разбиране за гравитацията (както е обяснено от Общата относителност) и нашите наблюдения върху Вселената. По същество галактиките и галактическите клъстери оказват по-голямо гравитационно влияние, отколкото може да се обясни с количеството на видимата материя, което имат (т.е. звезди, прах и газ).
Досега учените предполагат съществуването на тъмна материя, за да обяснят очевидната „липсваща маса“, а тъмната енергия да обяснят защо Вселената е в постоянно (и ускоряващо) състояние на разширяване. Но друга теория е, че на дълги разстояния гравитацията „изтича“ в допълнителни измерения, причинявайки да изглежда по-слаба при големи мащаби. Това би обяснило очевидното несъответствие между астрономическите наблюдения и общата относителност.
Киноновото събитие - и гравитационните вълни и светлината, които произвежда - предложиха на изследователския екип начин да изпробва тази теория. По принцип, ако гравитацията изтече в други измерения след сливането, тогава сигналът, измерен от LIGO и други гравитационни детектори за вълна, би бил по-слаб от очакваното. Обаче не беше така.
От това екипът определи, че дори и над мащабите, включващи стотици милиони светлинни години, Вселената се състои от три измерения на пространството и едно от времето, с което сме запознати. Според екипа това е само първият от многото тестове, които астрономите ще могат да направят благодарение на неотдавнашния взрив в изследванията на гравитационните вълни.
„Има толкова много теории, че досега не сме имали конкретни начини да тестваме. Това променя как много хора могат да се занимават с астрономията си “, каза Фишбах. С бъдещи гравитационни детекции на вълни учените могат да намерят начини да тестват други космологични мистерии. „Очакваме с нетърпение да видим какви гравитационни вълни изненади Вселената може да ни прибере“, добави Холц.
