Гравитационные волны опровергают существование дополнительных измерений

Астрофизики проанализировали возможные отклонения от общей теории относительности, используя данные о первом зафиксированном слиянии нейтронных звезд. В частности, они проверили гипотезу о существовании больших дополнительных измерений пространства, которые могут ослаблять гравитацию. Полученные результаты говорят о том, что таких измерений нет. Препринт работы опубликован на сервере arXiv.org.

Гравитация существенно отличается от трех других фундаментальных взаимодействий: сильного, слабого и электромагнитного. Ее описывает общая теория относительности, и пока ученые не смогли включить гравитацию в единую теорию с другими силами, которые объединены Стандартной моделью. В попытках объяснить эти факты физики-теоретики выдвинули множество разнообразных гипотез, среди которых есть модели, в которых существуют большие дополнительные измерения пространства. Эпитет «большие» в данном случае означает, что они не похожи на дополнительные измерения в теории суперструн, размер которых считают чрезвычайно малым. Согласно этим гипотезам, гравитация «чувствует» больше измерений, из-за чего в нашем четырехмерном пространстве оказывается чересчур слабой. В то же время другие взаимодействия не проникают в дополнительные измерения, из-за чего там нет ни вещества, ни света.

В новой работе сотрудники гравитационно-волновых антенн Virgo и LIGO провели тесты общей теории относительности, в том числе проверили, существуют ли дополнительные измерения, так как их наличие должно влиять на гравитационные волны и ослаблять их. Для этого авторы воспользовались данными события GW170817 — первого в истории слияния нейтронных звезд, которое было зафиксировано одновременно по свету и гравитационным волнам. Основным критерием в данном случае должна было стать диспропорция между уменьшением амплитуды электромагнитных и гравитационных волн. Ученые не зафиксировали ничего подобного, что говорит о том, что гравитация существует лишь в четырех измерениях.

«В предстоящих сеансах наблюдений на детекторах Virgo и LIGO должны быть зафиксированы новые слияния двойных нейтронных звезд, — пишут авторы в статье. — Вместе с электромагнитными наблюдениями комбинирование информации от событий с излучением гравитационных волн, в том числе слияний черных дыр, приведет к все более строгим ограничениям на отклонения от общей относительности или, предположительно, к потенциальным указаниям на ее недостатки».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.