Alors que la découverte, l'année dernière, d'ondes gravitationnelles provenant d'étoiles à neutrons en collision a fait trembler la terre, cela n'ajoutera pas de dimensions supplémentaires à notre compréhension de l'univers - pas des dimensions littérales, au moins.

Les astronomes de l'Université de Chicago n'ont trouvé aucune preuve de dimensions spatiales supplémentaires à l'univers sur la base des données des ondes gravitationnelles. Leurs recherches, publié dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, est l'un des nombreux articles à la suite de l'annonce extraordinaire l'année dernière que LIGO avait détecté une collision d'étoiles à neutrons.

La toute première détection d'ondes gravitationnelles en 2015, pour laquelle trois physiciens ont remporté le prix Nobel l'année dernière, était le résultat de l'écrasement de deux trous noirs. L'année dernière, les scientifiques ont observé la collision de deux étoiles à neutrons. La principale différence entre les deux est que les astronomes pourraient voir les conséquences de la collision d'étoiles à neutrons avec un télescope conventionnel, produisant deux lectures qui peuvent être comparées :une en gravité, et un dans les ondes électromagnétiques (lumière).

"C'est la toute première fois que nous sommes capables de détecter des sources simultanément dans les ondes gravitationnelles et lumineuses, " a déclaré le professeur Daniel Holz. " Cela fournit une sonde entièrement nouvelle et passionnante, et nous avons appris toutes sortes de choses intéressantes sur l'univers."

La théorie de la relativité générale d'Einstein explique très bien le système solaire, mais à mesure que les scientifiques en apprenaient davantage sur l'univers au-delà, de grands trous dans notre compréhension ont commencé à émerger. Deux d'entre eux sont de la matière noire, l'un des ingrédients de base de l'univers; et l'énergie noire, la force mystérieuse qui accélère l'expansion de l'univers au fil du temps.

Les scientifiques ont proposé toutes sortes de théories pour expliquer la matière noire et l'énergie noire, et "beaucoup de théories alternatives à la relativité générale commencent par ajouter une dimension supplémentaire, " a déclaré l'étudiante diplômée Maya Fishbach, un co-auteur sur le papier. Une théorie est que sur de longues distances, la gravité "fuirait" dans les dimensions supplémentaires. Cela ferait apparaître la gravité plus faible, et pourrait expliquer les incohérences.

Le coup de poing un-deux des ondes gravitationnelles et de la lumière de la collision d'étoiles à neutrons détectée l'année dernière a offert à Holz et Fishbach un moyen de tester cette théorie. Les ondes gravitationnelles de la collision se sont réverbérées dans LIGO le matin du 17 août 2017, suivi de détections de rayons gamma, rayons X, les ondes radio, et la lumière optique et infrarouge. Si la gravité fuyait dans d'autres dimensions en cours de route, alors le signal qu'ils ont mesuré dans les détecteurs d'ondes gravitationnelles aurait été plus faible que prévu. Mais ce n'était pas le cas.

Il semble pour l'instant que l'univers ait les mêmes dimensions familières – trois dans l'espace et une dans le temps – même à des échelles de cent millions d'années-lumière.

Mais ce n'est que le début, ont dit les scientifiques. "Il y a tellement de théories que jusqu'à présent, nous n'avions pas de moyens concrets de tester, " Fishbach a déclaré. "Cela change la façon dont beaucoup de gens peuvent faire leur astronomie."

"Nous sommes impatients de voir quelles surprises d'ondes gravitationnelles l'univers pourrait nous réserver, " dit Holz.