2017. aasta augustis tegid astronoomid veel ühe suurema läbimurde, kui laserinterferomeetri gravitatsiooniliste lainete vaatluskeskus (LIGO) tuvastas gravitatsioonilained, mis arvatavalt olid põhjustatud kahe neutronitähe ühinemisest. Sellest ajast peale on teadlased erinevates rajatistes üle kogu maailma jälginud vaatlusi, et teha kindlaks selle ühinemise tagajärjed, et katsetada isegi mitmesuguseid kosmoloogilisi teooriaid.
Näiteks on mõned teadlased minevikus väitnud, et Einsteini üldise relatiivsusteooria ja Universumi olemuse vahelist ebakõla suuremates mõõtmetes võiks seletada lisamõõtmete olemasoluga. Ameerika astrofüüsikute meeskonna uue uuringu kohaselt välistab eelmise aasta kilonova sündmus selle hüpoteesi tõhusalt.
Nende uurimus avaldati hiljuti ajakirjas Ajakiri Cosmology and Astroparticle Physics,pealkirjaga “Kosmoseaja mõõtmete arvu piirangud GW170817-st”. Uuringut juhtis Princetoni ülikooli astrofüüsikaliste teaduste osakonna magistrant Kris Pardo ning uuringusse kuulusid Chicago ülikooli Stanfordi ülikooli ja Flatironi instituudi arvutusliku astrofüüsika keskuse liikmed.
Erinevalt varasematest sündmustest, mis tekitasid gravitatsioonilaineid, hõlmas kilonova sündmus - GW170817 - kahe neutronitähe ühinemist (erinevalt mustadest aukudest) ja järelmõju oli astronoomidele tavaliste teleskoopide abil nähtav. Veelgi enam, see oli esimene astronoomiline sündmus, mis tuvastati nii gravitatsiooni- kui ka elektromagnetilistes lainetes - sealhulgas nähtav valgus, gammakiired, röntgenikiirgus ja raadiolained.
Nagu professor Daniel Holz - Chicago ülikooli astronoomia / astrofüüsika ja füüsika professor ning uuringu kaasautor - selgitas:
„See on esimene kord, kui oleme suutnud tuvastada allikaid üheaegselt nii gravitatsiooni- kui ka valguslainetes. See on täiesti uus ja põnev sond ning me oleme õppinud kõiksugu huvitavaid asju universumi kohta. ”
Nagu märgitud, on teadlased juba ammu otsinud selgitusi lahknevuse kohta meie tänapäevase gravitatsioonimõistmise (nagu on selgitatud üldise relatiivsuse suhtega) ja meie vaatluste vahel Universumi vahel. Põhimõtteliselt avaldavad galaktikad ja galaktikaparved suuremat gravitatsioonilist mõju kui seda saab seletada nende nähtava aine hulgaga (st tähed, tolm ja gaas).
Siiani on teadlased soovitanud tumeda aine olemasolu, et selgitada näilist „puuduvat massi”, ja tumedat energiat, et selgitada, miks Universum on pidevas (ja kiirenevas) laienemisseisundis. Kuid veel üks teooria on see, et pikkade vahemaade järel lekib gravitatsioon täiendavatesse mõõtmetesse, põhjustades suuremate skaalade korral nõrgema väljanägemise. See selgitaks ilmset erinevust astronoomiliste vaatluste ja üldise relatiivsuse vahel.
Kilonova sündmus - ning selle tekitatud gravitatsioonilained ja valgus - pakkusid uurimisrühmale viisi selle teooria kontrollimiseks. Põhimõtteliselt, kui gravitatsioon oleks pärast ühinemist muudesse mõõtmetesse lekkinud, oleks LIGO ja teiste gravitatsiooniliste lainedetektorite poolt mõõdetud signaal olnud arvatust nõrgem. Kuid see polnud nii.
Sellest lähtuvalt tegi meeskond kindlaks, et isegi sadade miljonite valgusaastatega hõlmatud skaalade korral koosneb Universum kolmest ruumi mõõtmest ja ühest ajaliselt tuttavast. Ja meeskonna sõnul on see vaid esimene paljudest katsetest, mille astronoomid on võimelised tegema tänu hiljutisele plahvatusele gravitatsioonilainete uurimisel.
„Teooriaid on nii palju, et seni polnud meil konkreetseid katsetamisviise. See muudab seda, kuidas paljud inimesed saavad oma astronoomiat teha, ”ütles Fishbach. Tulevaste gravitatsiooniliste lainete tuvastamise abil võivad teadlased leida võimalusi teiste kosmoloogiliste müsteeriumide testimiseks. "Ootame huviga, millised gravitatsioonilained üllatavad universumit meie jaoks," lisas Holz.
