1 482

Мы уже давно смирились с мыслью, что количество измерений нашей Вселенной практически не ограничено. И, несмотря на то, что на практике мы сталкиваемся только с привычными четырьмя измерениями (тремя измерениями пространства и временем), учёные приучили нас к мысли, что за пределами наших органов чувств находятся другие загадочные миры, получить информацию о которых можно только на основе косвенных данных. Иногда создаётся впечатление, что учёным просто удобно объяснять загадки Вселенной с помощью этой интеллектуальной эквилибристики.

Например, существуют гипотезы, объясняющие природу тёмной материи и тёмной энергии существованием дополнительных измерений, которые настолько эфемерны, что их практически невозможно исследовать с помощью органов чувств.

Однако прошлогоднее открытие сделало наши представления об окружающем мире более определёнными. На расстоянии сто тридцать миллионов световых лет от нас столкнулись и слились две нейтронные звезды, сотрясая космос мощным всплеском гравитационных волн, которые 17 августа 2017 были зафиксированы двумя обсерваториями: Американской LIGO и итальянской Virgo. Столкновение звёзд сопровождалось взрывом килоновой, с мощнейшим всплеском гамма-излучения, в спектре которого присутствуют следы тяжёлых металлов, таких как золото. Обсерватории в США и Италии зафиксировали возмущения пространства-времени, а прочие мировые обсерватории зарегистрировали электромагнитное излучение. Уникальность этого события в том, что астрофизикам впервые в истории удалось получить данные одновременно о электромагнитных и гравитационных волнах от одного и того же космического катаклизма. Появилась возможность провести сравнительный анализ этих сигналов, на основании которого можно получить новые данные о структуре Вселенной. Это открытие наделало в прошлом году много шуму в научных и околонаучных кругах, принесло Нобелевскую премию группе исследователей из LIGO, и, как говорили, открыло новую эру «мульти-факторной астрономии».

Гравитационные волны

Изучение астрономических сигналов продолжались в этом году. И вот на днях учёные опубликовали результаты исследования, которое привело к обескураживающим выводам, что устройство нашего мира гораздо проще, чем утверждали теории многомерной Вселенной.

Вернемся к загадкам темной материи и темной энергии, о которых мы упоминали выше. Считается, что, объекты видимой Вселенной составляют лишь неизмеримо малую часть от всего объёма существующих видов материи. Однако, мы способны обнаруживать гравитационные эффекты от невидимой материи, пусть даже нам неизвестно, что она собой представляет. Темная энергия, в этом смысле, заключает в себе особую сложность. Как темная материя, так и темная энергия называются так, потому что мы действительно не знаем, что это такое. Но мы знаем, что она есть, и исследователи космоса считают, что именно в ней кроется ключ к загадке расширяющейся Вселенной.

Феномен темной материи и темной энергии пытались объяснить с помощью множества различных теорий, некоторые из которых предполагают и существование большего количества измерений, чем те четыре, о которых мы знаем. Теперь этот феномен астрофизики попробовали объяснить с помощью гравитационных волн.

Учёные исходили из предположения, что часть энергии гравитационных волн, распространяющиеся со скоростью света через пространство-время, должна «просачивается» в другие измерения, если такие измерения существуют. Это “просачивание” отнимет у волн некоторое количество энергии, в результате чего, амплитуда волн, фиксируемая обсерваториями, должна быть меньше расчётной. Напротив, обычное электромагнитное излучение (в нашем случае гамма-излучение) не должно взаимодействовать с другими измерениями, и останется неизменным. Сравнение амплитуды гравитационной волны от прошлогоднего столкновения нейтронных звезд с электромагнитным сигналом от этого же столкновения, должно выявить несоответствие между ними, в случае, если теория других измерений верна.

Увы, недавнее исследование не обнаружило никакого несоответствия, подтверждая, что, как свет, так и гравитационные волны проходили только лишь через четырехмерное пространство-время – в точном соответствии с теорией относительности Эйнштейна.

Учёные не спешат утверждать, что других измерений не существует. Возможно наши представления о том, как гравитация взаимодействует с этими измерениями, в будущем изменятся. Также возможно, что дальнейшие мультифакторные исследования других космических столкновений дадут противоположные результаты, но спустя три года после открытия гравитационных волн, они уже оправдали надежды учёных, служа инструментом развенчивания основных космологических теорий.

Фото: Lucas Benjamin,
NASA’s Goddard Space Flight Center