El súper aplastamiento de dos estrellas de neutrones a 130 millones de años luz de distancia proporcionó algunas pistas geniales para investigar cuántas dimensiones tiene nuestro universo. Michael Stevenson / UIG / Getty Images Muchas teorías de la física predicen más dimensiones más allá de las cuatro que conocemos y amamos (tres dimensiones del espacio, uno de tiempo). Tener esas dimensiones adicionales sería útil para explicar algunos de los misterios más confusos del universo. Por ejemplo, algunas teorías que explican la materia oscura y la energía oscura están ancladas en la idea de que existen muchas más dimensiones "extra" que existen junto a las que experimentamos todos los días; son muy pequeños y muy difíciles de observar.
El año pasado, sin embargo, el universo nos hizo un sólido. Ciento treinta millones de años luz de distancia dos estrellas de neutrones chocaron y se fusionaron, explotando el cosmos con un tsunami de ondas gravitacionales que fueron detectadas por el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser (LIGO) en los EE. UU. y el Observatorio Virgo en Italia el 17 de agosto, 2017. Además, el evento estalló con una kilonova, creando un estallido de rayos gamma muy brillante, dejando elementos pesados, como el oro, a su paso. Los detectores en los EE. UU. E Italia registraron las ondas en el espacio-tiempo, mientras que el observatorio espacial Swift de la NASA (y otros) detectaron la radiación electromagnética.
Los astrofísicos consiguieron De Verdad emocionado con este evento. Por primera vez en la historia, observaron ondas electromagnéticas y ondas gravitacionales del mismo evento; pueden comparar esas dos señales para hacer nuevos descubrimientos sobre nuestro universo. Este descubrimiento que resultó en el Premio Nobel de Física para científicos de LIGO, marcó el comienzo de una nueva era de "astronomía de mensajeros múltiples" (ver Detectores de ondas gravitacionales descubren estrellas de neutrones en colisión y descubren una mina de oro científica).
Ahora, Los investigadores han utilizado este evento histórico para investigar las capas más allá de las cuatro dimensiones del espacio-tiempo para revelar que nuestro universo podría ser mucho más simple de lo que predicen algunas teorías físicas.
Volvamos a los misterios de la materia oscura y la energía oscura que mencionamos. Se cree que la gran mayoría de la materia del universo está encarnada por cosas que no podemos ver. Podemos, sin embargo, siente sus efectos gravitacionales, para que sepamos que está ahí, sea lo que sea "eso". La energía oscura es aún más desconcertante. Como materia oscura La energía oscura es "oscura" porque realmente no sabemos qué es. Pero sabemos que está ahí fuera y los cosmólogos creen que es responsable de impulsar la expansión acelerada del universo.
Se han propuesto muchas teorías tanto para la materia oscura como para la energía oscura, algunas de las cuales requieren la existencia de dimensiones adicionales más allá de las cuatro que conocemos. Curiosamente, Las ondas gravitacionales se han aprovechado como un posible mecanismo que se puede utilizar para explorar este reino extradimensional desconocido.
En pocas palabras, a medida que las ondas gravitacionales se propagan a la velocidad de la luz a través del espacio-tiempo, Los científicos creen que parte de la energía de las ondas gravitacionales se "filtrará" a dimensiones adicionales, si existen estas dimensiones adicionales. Entonces, cuando es detectado por un observatorio de ondas gravitacionales, las ondas tendrían una amplitud menor de lo previsto. Radiación electromagnética normal (es decir, luz de un estallido de rayos gamma), no interactúa con estas dimensiones adicionales y permanecerá sin cambios. Midiendo la señal de la onda gravitacional de la colisión de la estrella de neutrones del año pasado y comparándola con la señal electromagnética, los dos deberían, en principio, mostrar una discrepancia si existen estas dimensiones adicionales.
Pobre de mí, según esta investigación, no hubo diferencia, lo que indica que tanto las ondas de luz como las gravitacionales solo viajaban a través del espacio-tiempo de cuatro dimensiones, tal como lo predijo Einstein con su teoría de la relatividad general, la misma teoría que predijo la existencia de ondas gravitacionales hace más de un siglo.
Esto no significa necesariamente que no existan dimensiones adicionales, solo podría significar que nuestras teorías sobre cómo la gravedad interactúa con estas dimensiones deben modificarse o que simplemente necesitamos medir más eventos de mensajeros múltiples, pero solo después de tres años desde su descubrimiento, Las ondas gravitacionales ya están cumpliendo su promesa de desafiar algunas teorías cosmológicas clave.
