Een team van wetenschappers van de LIGO en Virgo-samenwerking vond geen tekenen van een "lek" van zwaartekrachtgolven vanwege hypothetische extra dimensies. Dit stelt ons in staat om een aantal theorieën te verwerpen die de zwaartekracht in het standaardmodel opnemen (waarin de eigenschappen van alle bekende deeltjes en drie van de vier fundamentele interacties worden beschreven), dat wil zeggen dat ze kandidaten zijn voor de rol van de theorie van alles. De resultaten van hun werk, gepubliceerd in de Arxiv preprint repository, ondersteunen Einsteins algemene relativiteitstheorie.
Op 17 augustus 2017 namen de detectoren van de zwaartekrachtobservatoria LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) en Virgo voor het eerst het signaal GW170817 op van de fusie van twee neutronensterren. De ramp veroorzaakte zwaartekrachtgolven en een kilongolf, vergezeld van een korte uitbarsting van gammastraling, een heldere flits in het optische en infraroodbereik en een lange nagloeiing in röntgen- en radiostralen. De waarnemingen maakten het mogelijk om strikte grenzen te stellen aan het verschil tussen de lichtsnelheid en de snelheid van zwaartekrachtgolven, aan schendingen van Lorentz-invariantie en aan het Shapiro-effect - de tijdvertraging van elektromagnetische signalen in een zwaartekrachtveld.
In de algemene relativiteitstheorie is de snelheid van zwaartekrachtgolven gelijk aan de snelheid van het licht, maar meer exotische modellen, die beweren de theorie van alles te zijn, gaan ervan uit dat, afhankelijk van de afstand van de bron, specifieke effecten de voortplanting van zwaartekrachtgolven kunnen beïnvloeden. Golven kunnen bijvoorbeeld onderhevig zijn aan verstrooiing als gevolg van schending van Lorentz-invariantie of worden afgezwakt door extra dimensies. Gravitatielekkage treedt op als gevolg van het weglekken van gravitonen naar een meer multidimensionale ruimte, wat wordt voorgesteld in het kader van verschillende theorieën over kwantumzwaartekracht.
Aangezien het gravitatielek afhangt van het aantal extra dimensies, kan de verandering in de amplitude van gravitatiegolven worden gebruikt om het geschatte aantal van deze dimensies te bepalen. Als dat laatste bestaat, moet de afstand tot de bron, bepaald uit zwaartekrachtgolven, groter zijn dan de afstand bepaald door elektromagnetische straling. Volgens veel exotische modellen kunnen licht en materie slechts in vier dimensies bewegen. De onderzoekers concludeerden dat de gegevens die momenteel beschikbaar zijn, consistent zijn met het model van een vierdimensionaal universum.
Wetenschappers benadrukken dat sommige modellen, uitgaande van de aanwezigheid van extra dimensies en "zwaartekrachtlekkage die zich plotseling op grote afstand manifesteert", nog niet volledig zijn verworpen. Toekomstige waarnemingen met zwaartekrachtdetectoren zullen het echter mogelijk maken om ze ook te testen.
