Гравитационные волны помогут выяснить, есть ли у Вселенной иные измерения

Хотя сделанное в прошлом году открытие гравитационных волн, идущих со стороны сталкивающихся нейтронных звезд, было знаменательным само по себе, тем не менее, оно не добавит новых измерений к нашему пониманию Вселенной – по крайней мере, в буквальном смысле. 

Астрономы из Чикагского университета, США, во главе с Крисом Пардо (Kris Pardo) не нашли свидетельств существования дополнительных пространственных измерений, исходя из этих гравитационно-волновых данных.

Общая теория относительности (ОТО) Эйнштейна хорошо объясняет движение и взаимодействие объектов Солнечной системы, однако при переходе к более крупномасштабным структурам Вселенной в нашем понимании гравитации начинают появляться серьезные проблемы. Две основных таких проблемы – это темная материя, невидимая субстанция, наполняющая Вселенную и «снабжающая» ее дополнительной массой, и темная энергия, таинственная сила, вызывающая ускоряющееся с течением времени расширение Вселенной.

Для объяснения темной материи и темной энергии предложено большое число различных гипотез, альтернативных ОТО и начинающихся с представлений о дополнительных измерениях. Одна из таких гипотез гласит, что на больших дистанциях гравитация «утекает» в дополнительные измерения. В результате гравитация ослабляется, и это может объяснить несоответствия наблюдательных данных с ОТО.

Всплеск гравитационных волн со стороны сталкивающихся нейтронных звезд, зафиксированный обсерваторией LIGO утром 17 августа 2017 г., позволил команде Пардо проверить эту гипотезу. В отличие от столкновений черных дыр, не сопровождающихся электромагнитным излучением, столкновение нейтронных звезд можно наблюдать при помощи обычных средств наблюдения, таких как гамма-, рентгеновские, радио-, оптические и ИК-телескопы. Если гравитация «утекает» в дополнительные измерения, зафиксированный гравитационно-волновой сигнал окажется слабее, чем ожидается, исходя из наблюдаемого электромагнитного излучения со стороны сталкивающихся нейтронных звезд. Проведенный командой Пардо анализ показал, что такого ослабления гравитации в случае события столкновения нейтронных звезд, произошедшего 17 августа 2017 г., не наблюдалось, следовательно, гипотеза о существовании у Вселенной дополнительных измерений на основе этих данных подтверждения не получает, делают выводы авторы работы.