ในเดือนสิงหาคมปี 2017 นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบความก้าวหน้าครั้งสำคัญอีกครั้งเมื่อ Laser Interferometer Gravitational-Observatory (LIGO) ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงซึ่งเชื่อว่าเกิดจากการรวมตัวของดาวนิวตรอนสองดวง ตั้งแต่เวลานั้นนักวิทยาศาสตร์ในโรงงานหลายแห่งทั่วโลกได้ดำเนินการติดตามผลเพื่อตรวจสอบการควบรวมกิจการครั้งนี้เพื่อทดสอบทฤษฎีทางดาราศาสตร์ต่าง ๆ
ยกตัวอย่างเช่นในอดีตนักวิทยาศาสตร์บางคนแนะนำว่าความไม่สอดคล้องระหว่างทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein กับธรรมชาติของจักรวาลในเรื่องขนาดใหญ่สามารถอธิบายได้ด้วยการมีมิติเพิ่มเติม อย่างไรก็ตามจากการศึกษาใหม่โดยทีมนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวอเมริกันเหตุการณ์กิโลโนวาของปีที่แล้วได้ออกกฎนี้อย่างมีประสิทธิภาพ
การศึกษาของพวกเขาได้รับการเผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ นี้ใน วารสารจักรวาลวิทยาและฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชื่อ“ จำกัด จำนวนมิติของกาลอวกาศจาก GW170817“ การศึกษานำโดย Kris Pardo นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษากับภาควิชาฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ Princeton University และรวมถึงสมาชิกจากมหาวิทยาลัยชิคาโกมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดและศูนย์ของสถาบันดาราศาสตร์ฟิสิกส์การคำนวณของ Flatiron
ไม่เหมือนกับเหตุการณ์ก่อนหน้านี้ที่ก่อให้เกิดคลื่นความโน้มถ่วงเหตุการณ์ Kilonova ที่รู้จักกันในชื่อ GW170817 เกี่ยวข้องกับการรวมตัวของดาวนิวตรอนสองดวง (ตรงข้ามกับหลุมดำ) และผลที่ตามมาคือนักดาราศาสตร์ที่ใช้กล้องโทรทรรศน์ธรรมดา ยิ่งไปกว่านั้นมันเป็นเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์ครั้งแรกที่ตรวจพบได้ทั้งคลื่นความโน้มถ่วงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารวมถึงแสงที่มองเห็นรังสีแกมมารังสีเอกซ์และคลื่นวิทยุ
ในฐานะศ. Daniel Holz ศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์ / ฟิสิกส์ดาราศาสตร์และฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยชิคาโกและผู้เขียนร่วมในการศึกษาได้อธิบายว่า:
“ นี่เป็นครั้งแรกที่เราสามารถตรวจจับแหล่งที่มาพร้อมกันในคลื่นความโน้มถ่วงและแสง นี่เป็นการสำรวจใหม่และน่าตื่นเต้นอย่างสิ้นเชิงและเราได้เรียนรู้ทุกสิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับจักรวาล”
ดังที่ระบุไว้นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามหาคำอธิบายมานานสำหรับความคลาดเคลื่อนระหว่างความเข้าใจสมัยใหม่ของเราเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง (ดังอธิบายโดยสัมพัทธภาพทั่วไป) และการสังเกตการณ์จักรวาลของเรา โดยพื้นฐานแล้วกาแลคซีและกระจุกกาแลคซีมีอิทธิพลต่อแรงโน้มถ่วงมากกว่าที่สามารถอธิบายได้ด้วยปริมาณของสสารที่มองเห็นได้ (เช่นดาวฝุ่นและก๊าซ)
จนถึงขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ได้แนะนำการมีอยู่ของสสารมืดเพื่ออธิบาย“ มวลขาดหายไป” ที่ชัดเจนและพลังงานมืดเพื่ออธิบายว่าทำไมจักรวาลถึงอยู่ในสถานะขยายตัว (และเร่ง) แต่อีกทฤษฎีหนึ่งคือระยะทางไกลแรงโน้มถ่วง“ รั่ว” เข้าสู่มิติเพิ่มเติมทำให้มันดูอ่อนแอกว่าเครื่องชั่งขนาดใหญ่ สิ่งนี้จะอธิบายความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างการสังเกตทางดาราศาสตร์และสัมพัทธภาพทั่วไป
เหตุการณ์กิโลโนวา - และคลื่นความโน้มถ่วงและแสงที่เกิดขึ้น - เสนอทีมวิจัยเพื่อทดสอบทฤษฎีนี้ โดยพื้นฐานแล้วหากแรงโน้มถ่วงถูกปล่อยออกสู่มิติอื่นหลังจากการควบรวมแล้วสัญญาณที่วัดโดย LIGO และเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงอื่น ๆ น่าจะอ่อนแอกว่าที่คาดไว้ อย่างไรก็ตามมันก็ไม่ได้
จากสิ่งนี้ทีมได้พิจารณาว่าแม้ในระดับที่เกี่ยวข้องกับหลายร้อยล้านปีแสงจักรวาลประกอบด้วยสามมิติของพื้นที่และหนึ่งครั้งที่เราคุ้นเคย และตามทีมงานนี่เป็นเพียงการทดสอบครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์จะสามารถทำการขอบคุณจากการระเบิดครั้งล่าสุดในการวิจัยคลื่นแรงโน้มถ่วง
“ มีทฤษฎีมากมายที่จนถึงขณะนี้เราไม่มีวิธีการทดสอบที่เป็นรูปธรรม การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้ผู้คนจำนวนมากสามารถทำดาราศาสตร์ได้” ฟิชบาคกล่าว ด้วยการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงในอนาคตนักวิทยาศาสตร์อาจหาวิธีทดสอบความลึกลับทางดาราศาสตร์อื่น ๆ “ เราหวังว่าจะได้เห็นสิ่งที่น่าประหลาดใจที่คลื่นความโน้มถ่วงอาจมีอยู่ในจักรวาลสำหรับเรา” โฮลซ์กล่าวเสริม
