Astrofizycy przeanalizowali możliwe odchylenia od ogólnej teorii względności, wykorzystując dane dotyczące pierwszego zarejestrowanego połączenia gwiazd neutronowych. W szczególności przetestowali hipotezę o istnieniu dużych dodatkowych wymiarów przestrzeni, które mogą osłabiać grawitację. Uzyskane wyniki wskazują, że nie ma takich pomiarów. Wstępny wydruk pracy jest publikowany na serwerze arXiv.org.
Grawitacja znacznie różni się od pozostałych trzech podstawowych interakcji: silnych, słabych i elektromagnetycznych. Opisuje ją ogólna teoria względności i jak dotąd naukowcy nie byli w stanie włączyć grawitacji do ujednoliconej teorii z innymi siłami, które są zjednoczone przez Model Standardowy. Próbując wyjaśnić te fakty, fizycy teoretyczni wysunęli wiele różnych hipotez, wśród których znajdują się modele, w których występują duże dodatkowe wymiary przestrzeni. Określenie „duże” w tym przypadku oznacza, że nie wyglądają one jak dodatkowe wymiary w teorii superstrun, których rozmiar uważa się za wyjątkowo mały. Zgodnie z tymi hipotezami grawitacja „wyczuwa” więcej wymiarów, przez co okazuje się zbyt słaba w naszej czterowymiarowej przestrzeni. Jednocześnie inne interakcje nie penetrują dodatkowych wymiarów,z powodu którego nie ma ani substancji, ani światła.
W nowej pracy pracownicy anten grawitacyjnych Virgo i LIGO przeprowadzili testy ogólnej teorii względności, w tym sprawdzenie, czy występują dodatkowe wymiary, gdyż ich obecność powinna wpływać na fale grawitacyjne i je osłabiać. W tym celu autorzy wykorzystali dane zdarzenia GW170817 - pierwszego w historii połączenia gwiazd neutronowych, które zostało zarejestrowane jednocześnie przez fale świetlne i grawitacyjne. Głównym kryterium w tym przypadku powinna była być dysproporcja pomiędzy spadkiem amplitudy fal elektromagnetycznych i grawitacyjnych. Naukowcy nie zarejestrowali niczego takiego, co sugeruje, że grawitacja istnieje tylko w czterech wymiarach.
„Na zbliżających się sesjach obserwacji detektorów Virgo i LIGO należy odnotować nowe połączenia podwójnych gwiazd neutronowych” - piszą autorzy w artykule. „Wraz z obserwacjami elektromagnetycznymi, łączenie informacji ze zdarzeń z emisją fal grawitacyjnych, w tym łączeniem się czarnych dziur, doprowadzi do coraz bardziej rygorystycznych ograniczeń dotyczących odchyleń od ogólnej teorii względności lub, prawdopodobnie, do potencjalnych wskazań jej wad”.