2017 augusztusában a csillagászok újabb nagy áttörést hajtottak végre, amikor a Lézer-interferométer Gravitációs-Hullám-megfigyelőközpont (LIGO) olyan gravitációs hullámokat fedezett fel, amelyeket feltételezhetően két neutroncsillag összeolvadása okozott. Azóta a világ különböző létesítményeiben dolgozó tudósok nyomon követési megfigyeléseket végeztek az összefonódás következményeinek meghatározására, akár különféle kozmológiai elméletek kipróbálására is.
Például a múltban egyes tudósok azt sugallták, hogy az Einstein általános relativitáselmélete és az univerzum természete közötti nagymértékű eltérések az extra dimenziók jelenlétével magyarázhatók. Az amerikai asztrofizikusok egy új tanulmánya szerint a tavalyi kilonova esemény hatékonyan kizárja ezt a hipotézist.
Tanulmányukat nemrégiben tették közzé a A Kozmológia és Az Asztrészecske Fizika Folyóirata,, amelynek címe: „A téridő méretének korlátozása a GW170817-től”. A tanulmányt Kris Pardo vezette, aki a Princetoni Egyetem Asztrofizikai Tudományok Tanszékének végzős hallgatója volt, és tagjai voltak a Chicagói Egyetemen, a Stanfordi Egyetemen és a Flatiron Intézet Számítógépes asztrofizikai központjában.
A gravitációs hullámokat előidéző korábbi eseményekkel ellentétben a kilonova esemény - GW170817 néven - két neutroncsillag összeolvadását jelentette (szemben a fekete lyukakkal), és az utóhatás a csillagászok számára látható volt a hagyományos távcsövek segítségével. Sőt, ez volt az első csillagászati esemény, amelyet mind a gravitációs, mind az elektromágneses hullámokban észleltek - ideértve a látható fényt, a gamma-sugarakat, a röntgen és a rádióhullámokat.
Amint Daniel Holz, a Chicagói Egyetem csillagászati / asztrofizikai és fizikai professzora és a tanulmány társszerzője elmondta:
„Ez az első alkalom, amikor képesek voltunk egyidejűleg detektálni a forrásokat mind a gravitációs, mind a fényhullámban. Ez egy teljesen új és izgalmas szonda, és mindenféle érdekes dolgot megtanultunk az univerzumról. "
Mint már megjegyeztük, a tudósok már régóta magyarázatokat kerestek a gravitáció modern megértése (amint azt az általános relativitáselmélet magyarázza) és az Univerzum megfigyelései közötti eltérésre mutatnak. Alapvetően a galaxisok és a galaxisfürtök nagyobb gravitációs befolyást gyakorolnak, mint amit meg lehet magyarázni a látható anyag mennyiségével (azaz csillagok, por és gáz).
A tudósok eddig a sötét anyag létezését javasolták a látszólagos „hiányzó tömeg” megmagyarázására, és a sötét energiát annak magyarázatára, hogy miért van az univerzum állandó (és gyorsuló) expanziós állapotban. De egy másik elmélet az, hogy nagy távolságokon a gravitáció „kiszivárog” további dimenziókba, ami a nagy skáláknál gyengébbnek tűnik. Ez magyarázza a csillagászati megfigyelések és az általános relativitás közötti nyilvánvaló különbségeket.
A kilonova esemény - és az általa előidézett gravitációs hullámok és fény - a kutatócsoport számára lehetőséget kínálott ezen elmélet kipróbálására. Alapvetõen, ha a gravitáció más méretekbe szivárogna az egyesülés után, akkor a LIGO és más gravitációs hullámdetektorok által mért jel a vártnál gyengébb lett volna. De nem az volt.
Ebből a csoport megállapította, hogy még a több millió millió fényévnyi skálán is az Univerzum a tér három dimenziójából áll, és az idő egyéből áll, amelyekkel ismerünk. A csoport szerint ez csak az első a sok teszt közül, amelyeket az csillagászok képesek lesznek elvégezni a gravitációs hullámkutatás közelmúltbeli robbanásának köszönhetően.
„Olyan sok elmélet létezik, hogy eddig nem volt konkrét módszer a tesztelésre. Ez megváltoztatja, hogy sok ember hogyan képes megtenni csillagászatát ”- mondta Fishbach. A jövőbeli gravitációs hullámdetektációkkal a tudósok módszereket találhatnak más kozmológiai rejtélyek tesztelésére. "Bízunk benne, hogy láthatjuk, milyen gravitációs hullámokkal lehet meglepni az univerzumot nekünk" - tette hozzá Holz.
