Гравитационные волны указали на отсутствие дополнительных измерений

Еще в начале ХХ века Общая теория относительности предсказала существование гравитационных волн — деформаций пространства-времени, излучающихся движущимися массами. Однако зарегистрировать их удалось только 2,5 года назад: мощные гравитационные волны возникли в ходе катастрофического слияния черных дыр. В прошлом году детекторы-интерферометры LIGO и VIRGO уловили волну от слияния пары массивных нейтронных звезд, которое наблюдалось и обычными телескопами.

Анализ собранных тогда данных продолжается до сих пор. В очередной работе, опирающейся на наблюдения LIGO, команда профессора Чикагского университета Даниэля Хольца (Daniel Holz) рассмотрела проблему существования темной энергии. По современным оценкам, на эту таинственную сущность приходится порядка 3/4 массы-энергии Вселенной, так что на больших масштабах она не только противодействует гравитации, но и побеждает ее. Однако мы до сих пор не можем сказать, чем она является в действительности.

В статье, опубликованной в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, Хольц и его коллеги изучили одну из гипотез темной энергии, которая рассматривает ее как проявление дополнительных измерений нашего пространства-времени. В отличие от трех «основных» измерений пространства, они свернуты и не проявляются на доступных нам масштабах. Однако именно в них может «утекать» часть энергии гравитации, ослабляя ее действие.

Наблюдения слияния нейтронных звезд, которые 17 августа 2017 года проводились и на гравитационных, и на электромагнитных волнах (от радио- и видимого излучения вплоть до рентгена и гамма-лучей), позволили ученым проверить эту гипотезу. Они помогли оценить истинную силу этого далекого события и величину энергии, которая была рассеяна с гравитационными волнами. Если часть ее «утекает» в дополнительные измерения, волны должны быть слабее, чем предсказывают расчеты. Однако этого Хольц и его коллеги не обнаружили — по крайней мере, на доступном пока уровне точности.

Впрочем, на этом проблема дополнительных измерений еще не решена. «Существует великое множество теорий, надежно проверить которые мы до недавнего времени не могли, — говорит одна из авторов работы Майя Фишбах (Maya Fishbach). — Теперь же мы ждем, какие еще новые гравитационно-волновые сюрпризы подбросит нам Вселенная».