Astrofysici analyseerden mogelijke afwijkingen van de algemene relativiteitstheorie met behulp van gegevens over de eerste geregistreerde fusie van neutronensterren. Ze testten in het bijzonder de hypothese van het bestaan van grote extra dimensies van ruimte die de zwaartekracht kunnen verzwakken. De verkregen resultaten geven aan dat er geen dergelijke metingen zijn. De preprint van het werk wordt gepubliceerd op de arXiv.org-server.
De zwaartekracht verschilt aanzienlijk van de andere drie fundamentele interacties: sterk, zwak en elektromagnetisch. Het wordt beschreven door de algemene relativiteitstheorie, en tot dusver hebben wetenschappers de zwaartekracht niet in een verenigde theorie kunnen opnemen met andere krachten die door het standaardmodel worden verenigd. In een poging om deze feiten te verklaren, hebben theoretisch fysici veel verschillende hypothesen naar voren gebracht, waaronder modellen waarin er grote extra dimensies van ruimte zijn. Het epitheton "groot" betekent in dit geval dat ze er niet uitzien als extra dimensies in de supersnaartheorie, waarvan de grootte als extreem klein wordt beschouwd. Volgens deze hypothesen "voelt" de zwaartekracht meer dimensies, en daarom blijkt het te zwak te zijn in onze vierdimensionale ruimte. Tegelijkertijd dringen andere interacties niet door in extra dimensies,waardoor er geen substantie of licht is.
In het nieuwe werk voerden medewerkers van zwaartekracht-golfantennes Virgo en LIGO tests uit met de algemene relativiteitstheorie, inclusief het controleren of er extra dimensies zijn, aangezien hun aanwezigheid de zwaartekrachtgolven zou moeten beïnvloeden en verzwakken. Om dit te doen, gebruikten de auteurs de gegevens van de gebeurtenis GW170817 - de allereerste versmelting van neutronensterren, die gelijktijdig werd geregistreerd door licht- en zwaartekrachtgolven. Het belangrijkste criterium in dit geval had de onevenredigheid moeten zijn tussen de afname van de amplitude van elektromagnetische golven en gravitatiegolven. Wetenschappers hebben zoiets niet geregistreerd, wat suggereert dat zwaartekracht slechts in vier dimensies bestaat.
"In de komende observatiesessies op de Virgo- en LIGO-detectoren zouden nieuwe fusies van dubbele neutronensterren moeten worden geregistreerd", schrijven de auteurs in het artikel. "Samen met elektromagnetische waarnemingen, zal het combineren van informatie van gebeurtenissen met de emissie van zwaartekrachtgolven, inclusief samensmeltingen van zwarte gaten, leiden tot steeds strengere beperkingen op afwijkingen van de algemene relativiteitstheorie, of, vermoedelijk, tot mogelijke indicaties van de tekortkomingen ervan."
