V auguste 2017 urobili astronómovia ďalší významný prielom, keď laserové interferometrické gravitačné vlnové observatórium (LIGO) zistilo gravitačné vlny, o ktorých sa predpokladá, že boli spôsobené zlúčením dvoch neutrónových hviezd. Odvtedy vedci vo viacerých zariadeniach na celom svete uskutočnili následné pozorovania, aby určili následky tohto zlúčenia, dokonca aj na testovanie rôznych kozmologických teórií.
Napríklad v minulosti niektorí vedci tvrdili, že nezrovnalosti medzi Einsteinovou teóriou všeobecnej relativity a povahou vesmíru vo veľkom meradle sa dajú vysvetliť prítomnosťou ďalších dimenzií. Podľa novej štúdie tímu amerických astrofyzikov však minuloročná udalosť kilonova túto hypotézu účinne vylučuje.
Ich štúdia bola nedávno uverejnená v Journal of Cosmology and Astroparticle Physics,s názvom „Limity počtu rozmerov časopriestoru z GW170817“. Štúdiu viedol Kris Pardo, postgraduálny študent na Katedre astrofyzikálnych vied na Princetonskej univerzite, ktorý zahŕňal členov z Chicagskej univerzity, Stanfordskej univerzity a Centra pre výpočtovú astrofyziku v Flatironovom inštitúte.
Na rozdiel od predchádzajúcich udalostí, ktoré spôsobili gravitačné vlny, udalosť kilonova - známa ako GW170817 - zahŕňala zlúčenie dvoch neutrónových hviezd (na rozdiel od čiernych dier) a následky boli viditeľné pre astronómov pomocou konvenčných ďalekohľadov. Navyše to bola prvá astronomická udalosť, ktorá sa detegovala v gravitačných aj elektromagnetických vlnách - vrátane viditeľného svetla, gama lúčov, röntgenových lúčov a rádiových vĺn.
Ako prof. Daniel Holz - profesor astronómie / astrofyziky a fyziky na University of Chicago a spoluautor štúdie - vysvetlil:
„Je to prvýkrát, čo sa nám podarilo zistiť zdroje súčasne v gravitačných aj svetelných vlnách. Toto poskytuje úplne novú a vzrušujúcu sondu a my sme sa dozvedeli o vesmíre rôzne zaujímavé veci. “
Ako už bolo uvedené, vedci už dlho hľadali vysvetlenie rozporu medzi našim moderným chápaním gravitácie (ako je vysvetlené Všeobecnou relativitou) a našimi pozorovaniami Vesmíru. Galaxie a zoskupenia galaxií majú v podstate väčší gravitačný vplyv, ako sa dá vysvetliť množstvom viditeľnej hmoty, ktorú majú (t. J. Hviezdy, prach a plyn).
Vedci doteraz navrhli existenciu temnej hmoty na vysvetlenie zjavnej „chýbajúcej hmoty“ a temnej energie na vysvetlenie, prečo je vesmír v konštantnom (a urýchľujúcom) stave expanzie. Ďalšou teóriou je však to, že na veľké vzdialenosti „gravitácia“ presakuje do ďalších dimenzií, čo spôsobuje, že sa zdá byť slabšia vo veľkých mierkach. Toto by vysvetlilo zjavné rozdiely medzi astronomickými pozorovaniami a všeobecnou relativitou.
Udalosť kilonova - a gravitačné vlny a svetlo, ktoré vyprodukovalo - ponúkli výskumnému tímu spôsob, ako otestovať túto teóriu. Ak by po fúzii došlo k úniku gravitácie do iných dimenzií, potom by signál meraný pomocou LIGO a ďalších detektorov gravitačnej vlny bol slabší, ako sa očakávalo. To však nebolo.
Z tohto dôvodu tím určil, že vesmír sa skladá z troch rozmerov vesmíru a jedného času, ktorý poznáme, dokonca aj v mierkach zahŕňajúcich stovky miliónov svetelných rokov. Podľa tímu je to iba prvá z mnohých skúšok, ktoré budú môcť astronómovia urobiť vďaka nedávnemu výbuchu vo výskume gravitačných vĺn.
„Existuje toľko teórií, že doteraz sme nemali konkrétne spôsoby testovania. Toto mení, ako veľa ľudí môže urobiť svoju astronómiu, “povedal Fishbach. Pri budúcich detekciách gravitačných vĺn môžu vedci nájsť spôsoby, ako otestovať ďalšie kozmologické tajomstvá. "Tešíme sa, až uvidíme, aké prekvapenia pre nás môžu mať gravitačné vlny," dodal Holz.
