Закрыть ☒

Можем ли мы использовать гравитационные волны для обнаружения других измерений?

Можем ли мы использовать гравитационные волны для обнаружения других измерений?

Вселенная, такая как мы ее знаем, состоит из трёх пространственных измерений, верно? Размер и расположение всего можно построить на графике осей X, Y и Z – по крайней мере, об этом говорит наш повседневный опыт. Но некоторые модели физики предполагают существование дополнительных измерений, которые мы не можем воспринимать. Стремясь найти доказательства этих измерений, исследователи изучают гравитационные волны.

Гравитация является самой слабой из четырех основных сил, которые управляют Вселенной (другие – электромагнетизм и сильные и слабые ядерные силы). Одно из предложенных объяснений состоит в том, что некоторые гравитоны – гипотетические частицы, которые несут гравитационную силу – «текут» в другие измерения на большие расстояния, ослабив влияние гравитации здесь, где мы можем её наблюдать.

Это интригующая идея, но как её можно проверить? По словам команды астрофизиков из Чикагского университета, можно измерить гравитационные волны – рябь в самой ткани пространства-времени – поскольку они распространяются по вселенной и учёные регистрируют, слабые сигналы.

Гравитационные волны впервые были предсказаны никем иным, а Эйнштейном более века назад, но они не были обнаружены до 2015 года. Это событие, а также несколько других за прошедшие годы были вызваны слиянием пар черных дыр, которые почти невидимы для большинства астрономических инструментов.

Но это изменилось в прошлом году, когда астрономы были ошеломлены наблюдением впечатляющего звездного шоу, когда столкнулись две нейтронные звезды. Наряду с гравитационными волнами взрыв создавал ясные электромагнитные волны, в видимом и инфракрасном свете, гамма-лучи, рентгеновские лучи и радиоволны. Это событие оказалось гораздо более полезным инструментом для астрономии, так как эти разные сигналы можно сравнить, что поможет нам больше узнать об этом событии и вселенной.

Итак, новое исследование использовало эти данные для поиска доказательств существования дополнительных измерений. Полагают, что если они существуют, гравитационные волны будут течь в эти измерения, в то время как электромагнитные волны не будут затронуты. Это должно создать несоответствие между гравитационными волнами и другими сигналами, поскольку первые будут казаться намного слабее других.

Но, как оказалось, все сигналы и гравитационные волны соответствовали расстоянию до столкновения нейтронной звезды. По мнению команды, это означает, что гравитационные волны распространяются в трех пространственных измерениях, как предсказывает общая теория относительности.

Это не обязательно исключает существование этих других измерений, говорит команда исследователей. Они все еще могли показать свое присутствие, воздействуя на гравитационные волны, которые движутся на большие расстояния. Мы знаем, что 3D-пространство по-прежнему держится в масштабе более 100 миллионов световых лет.

В качестве дополнительной информации, в начале этого года японские исследователи искали другие измерения, проверяя гравитационный путь вниз по концу размерной шкалы – на уровне субнанометров. Они также не обнаружили никаких скрытых измерений до 0,1 нанометров.