Muchas teorías de la física predicen más dimensiones más allá de las cuatro que conocemos y amamos (tres dimensiones del espacio, una del 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. A ciento treinta millones de años luz de distancia, dos estrellas de neutrones chocaron y se fusionaron, estallando 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 de Virgo en Italia el 17 de agosto de 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 muy emocionados 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 los 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. Sin embargo, podemos sentir sus efectos gravitacionales, por lo que sabemos que está allí, sea lo que sea "eso". La energía oscura es aún más desconcertante. Como la 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 piensan que parte de la energía de las ondas gravitacionales se "filtrará" en dimensiones adicionales, si estas dimensiones adicionales existen. Entonces, cuando las detecte un observatorio de ondas gravitacionales, las ondas tendrían una amplitud menor a la predicha. La radiación electromagnética normal (es decir, la luz de un estallido de rayos gamma) no interactúa con estas dimensiones adicionales y permanecerá sin cambios. Al medir la señal de la onda gravitacional de la colisión de la estrella de neutrones del año pasado y compararla con la señal electromagnética, las dos deberían, en principio, mostrar una discrepancia si existen estas dimensiones adicionales.
Por desgracia, 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 Einstein predijo 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 Tras su descubrimiento, las ondas gravitacionales ya están cumpliendo su promesa de desafiar algunas teorías cosmológicas clave.
