2017. gada augustā astronomi veica vēl vienu būtisku izrāvienu, kad lāzera interferometra gravitācijas viļņu observatorija (LIGO) atklāja gravitācijas viļņus, kurus, domājams, izraisīja divu neitronu zvaigžņu apvienošanās. Kopš tā laika zinātnieki vairākās vietās visā pasaulē veica turpmākus novērojumus, lai noteiktu šīs apvienošanās sekas un pat pārbaudītu dažādas kosmoloģiskās teorijas.
Piemēram, agrāk daži zinātnieki ir ierosinājuši, ka neatbilstības starp Einšteina vispārējās relativitātes teoriju un Visuma dabu lielos mērogos varētu būt izskaidrojamas ar papildu dimensiju klātbūtni. Tomēr saskaņā ar jaunu amerikāņu astrofiziķu komandas pētījumu pagājušā gada notikums kilonovā efektīvi izslēdz šo hipotēzi.
Viņu pētījums nesen tika publicēts Kosmoloģijas un astrodaļiņu fizikas žurnāls,ar nosaukumu “Kosmosa laika izmēru skaita ierobežojumi no GW170817”. Pētījumu vadīja Kriss Pardo, Prinstonas universitātes Astrofizisko zinātņu nodaļas maģistrants, un tajā piedalījās dalībnieki no Čikāgas universitātes, Stenfordas universitātes un Flatirona institūta Skaitliskās astrofizikas centra.
Atšķirībā no iepriekšējiem notikumiem, kas radīja gravitācijas viļņus, kilonovas notikums - pazīstams kā GW170817 - bija saistīts ar divu neitronu zvaigžņu apvienošanos (pretstatā melnajiem caurumiem), un pēcaplikums bija redzams astronomiem, izmantojot parastos teleskopus. Turklāt tas bija pirmais astronomiskais notikums, kas tika atklāts gan gravitācijas, gan elektromagnētiskos viļņos - ieskaitot redzamo gaismu, gamma starus, rentgenstarus un radioviļņus.
Kā paskaidroja prof. Daniels Holcs - Čikāgas universitātes astronomijas / astrofizikas un fizikas profesors un pētījuma līdzautors:
“Šī ir pirmā reize, kad mēs esam spējuši atklāt avotus vienlaicīgi gan gravitācijas, gan gaismas viļņos. Tas nodrošina pilnīgi jaunu un aizraujošu zondi, un mēs esam iemācījušies visādas interesantas lietas par Visumu. ”
Kā atzīmēts, zinātnieki jau sen ir meklējuši skaidrojumus neatbilstībai starp mūsu mūsdienu izpratni par gravitācijas spēju (kā to skaidro vispārējā relativitāte) un mūsu novērojumiem par Visumu. Būtībā galaktikām un galaktiku klasteriem ir lielāka gravitācijas ietekme, nekā var izskaidrot ar redzamās vielas daudzumu (piem., Zvaigznēm, putekļiem un gāzi).
Līdz šim zinātnieki ir ierosinājuši tumšās matērijas esamību, lai izskaidrotu šķietamo “trūkstošo masu”, un tumšo enerģiju, lai izskaidrotu, kāpēc Visums atrodas pastāvīgā (un paātrinošā) paplašināšanās stāvoklī. Bet cita teorija ir tāda, ka lielos attālumos gravitācija “noplūst” papildu dimensijās, liekot tai parādīties vājākai lielos mērogos. Tas izskaidro acīmredzamo atšķirību starp astronomiskajiem novērojumiem un vispārējo relativitāti.
Kilonovas notikums - kā arī tā radītie gravitācijas viļņi un gaisma - pētniecības komandai piedāvāja veidu, kā pārbaudīt šo teoriju. Būtībā, ja pēc apvienošanās smagums būtu noplūdis citās dimensijās, tad LIGO un citu gravitācijas viļņu detektoru izmērītais signāls būtu bijis vājāks, nekā gaidīts. Tomēr tā nebija.
Pēc tam komanda noteica, ka pat mērogos, kuros iesaistīti simtiem miljonu gaismas gadu, Visums sastāv no trim kosmosa dimensijām un viena laika laika, kas mums ir pazīstams. Un, pēc komandas domām, tas ir tikai pirmais no daudzajiem testiem, kurus astronomi varēs veikt, pateicoties nesenajam sprādzienam gravitācijas viļņu izpētē.
“Ir tik daudz teoriju, ka līdz šim mums nebija konkrētu veidu, kā pārbaudīt. Tas maina to, kā ļoti daudzi cilvēki var veikt savu astronomiju, ”sacīja Fišbachs. Veicot gravitācijas viļņu noteikšanu nākotnē, zinātnieki var atrast veidus, kā pārbaudīt citus kosmoloģiskos noslēpumus. "Mēs ļoti ceram redzēt, kādi gravitācijas viļņi mūs pārsteidz ar visumu," piebilda Holcs.
