Des chercheurs du Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute/AEI) à Potsdam ont découvert que les dimensions cachées – telles que prédites par la théorie des cordes – pourraient influencer les ondes gravitationnelles. Dans un article récemment publié, ils étudient les conséquences des dimensions supplémentaires sur ces ondulations dans l'espace-temps, et prédire si leurs effets pourraient être détectés.

La première détection par LIGO d'ondes gravitationnelles à partir d'un binaire de trou noir en septembre 2015 a ouvert une nouvelle fenêtre sur l'univers. Maintenant, il semble qu'avec ce nouvel outil d'observation, les physiciens non seulement tracent des trous noirs et d'autres objets astrophysiques exotiques, mais comprennent également la gravité elle-même. "Par rapport aux autres forces fondamentales comme, par exemple. électromagnétisme, la gravité est extrêmement faible, " explique le Dr David Andriot, l'un des auteurs de l'étude. La raison de cette faiblesse pourrait être que la gravité interagit avec plus que les trois dimensions de l'espace et une dimension du temps qui font partie de notre expérience quotidienne.

Dimensions supplémentaires

Les dimensions supplémentaires qui sont cachées parce qu'elles sont très petites sont une partie indispensable de la théorie des cordes - l'un des candidats prometteurs pour une théorie de la gravité quantique. Une théorie de la gravité quantique, unifier la mécanique quantique et la relativité générale, est recherchée afin de comprendre ce qui se passe lorsqu'il s'agit de très grandes masses à de très petites distances, par exemple. à l'intérieur d'un trou noir ou au Big Bang.

"Les physiciens ont cherché des dimensions supplémentaires au Large Hadron Collider au CERN mais jusqu'à présent, cette recherche n'a donné aucun résultat, " dit le Dr Gustavo Lucena Gómez, le deuxième auteur de l'article. "Mais les détecteurs d'ondes gravitationnelles pourraient être en mesure de fournir des preuves expérimentales."

Les chercheurs ont découvert que des dimensions supplémentaires devraient avoir deux effets différents sur les ondes gravitationnelles :elles modifieraient les ondes gravitationnelles "standard" et provoqueraient des ondes supplémentaires à des fréquences élevées supérieures à 1000 Hz. Cependant, l'observation de ces derniers est peu probable car les détecteurs d'ondes gravitationnelles au sol existants ne sont pas assez sensibles aux hautes fréquences.

D'autre part, l'effet que des dimensions supplémentaires peuvent faire une différence dans la façon dont les ondes gravitationnelles "standard" s'étendent et rétrécissent l'espace-temps pourrait être plus facile à détecter en utilisant plus d'un détecteur. Étant donné que le détecteur Virgo rejoindra les deux détecteurs LIGO pour le prochain cycle d'observation, cela pourrait se produire après fin 2018/début 2019.