Forskare från Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute/AEI) i Potsdam fann att dolda dimensioner - som förutsagt av strängteori - kan påverka gravitationella vågor. I en nyligen publicerad artikel studerar de konsekvenserna av extra dimensioner på dessa krusningar i rymdtid, och förutsäga om deras effekter skulle kunna upptäckas.

LIGO:s första upptäckt av gravitationella vågor från en binär med svart hål i september 2015 har öppnat ett nytt fönster mot universum. Nu ser det ut som med detta nya observationsverktyg som fysiker inte bara kan spåra svarta hål och andra exotiska astrofysiska föremål utan också förstå själva tyngdkraften. "Jämfört med de andra grundläggande krafterna som, t.ex. elektromagnetism, gravitationen är extremt svag, "förklarar doktor David Andriot, en av författarna till studien. Anledningen till denna svaghet kan vara att gravitationen interagerar med mer än de tre dimensionerna i rymden och en dimension i tiden som är en del av vår vardagliga upplevelse.

Extra dimensioner

Extra dimensioner som är dolda eftersom de är mycket små är en oumbärlig del av strängteorin - en av de lovande kandidaterna för en teori om kvantgravitation. En teori om kvantgravitation, enande kvantmekanik och allmän relativitet, är eftertraktad för att förstå vad som händer när mycket stora massor på mycket små avstånd är inblandade, t.ex. inne i ett svart hål eller vid Big Bang.

"Fysiker har letat efter extra dimensioner hos Large Hadron Collider på CERN men hittills har denna sökning inte gett några resultat, "säger doktor Gustavo Lucena Gómez, tidningens andra författare. "Men gravitationella vågdetektorer kan kanske ge experimentella bevis."

Forskarna upptäckte att extra dimensioner bör ha två olika effekter på gravitationella vågor:de skulle modifiera "standard" gravitationsvågor och skulle orsaka ytterligare vågor vid höga frekvenser över 1000 Hz. Dock, observationen av den senare är osannolik eftersom de befintliga markbaserade gravitationsvågdetektorerna inte är tillräckligt känsliga vid höga frekvenser.

Å andra sidan, effekten av att extra dimensioner kan göra skillnad i hur "vanliga" gravitationella vågor sträcker sig och krymper rymdtid kan vara lättare att upptäcka genom att använda mer än en detektor. Eftersom Jungfrudetektorn kommer att ansluta sig till de två LIGO -detektorerna för nästa observationskörning kan detta hända efter slutet av 2018/början av 2019.