A pesar de que el descubrimiento de las ondas gravitatorias emitidas por estrellas de neutrones colisionantes fue estremecedor, no permitirá agregar otras dimensiones al universo conocido.

Un equipo de  astrónomos de la University of Chicago no han podido hallar evidencia de dimensiones espaciales adicionales para el universo basadas en los datos de ondas gravitacionales. Su investigación, es uno de muchos artículos tras el extraordinario anuncio del año pasado de que LIGO había detectado una colisión de estrella de neutrones.

La primera detección de ondas gravitacionales en 2015, por la cual tres físicos ganaron el Premio Nobel el año pasado, fue el resultado de dos agujeros negros que se estrellaron juntos. El año pasado, los científicos observaron que dos estrellas de neutrones colisionan. La principal diferencia entre los dos es que los astrónomos pudieron ver las consecuencias de la colisión de la estrella de neutrones con un telescopio convencional, produciendo dos lecturas que se pueden comparar: una en gravedad y otra en ondas electromagnéticas (ligeras).

Daniel Holz, profesor del Department of Astronomy and Astrophysics en The Universoty of Chicago, dijo en un comunicado:

Esta es la primera vez que hemos podido detectar fuentes simultáneamente en ondas gravitatorias y de luz. Esto proporciona una sonda totalmente nueva y emocionante, y hemos estado aprendiendo todo tipo de cosas interesantes sobre el universo”.

La teoría de la relatividad general de Einstein explica muy bien el sistema solar, pero a medida que los científicos aprendieron más sobre el universo más allá, comenzaron a surgir grandes agujeros en nuestra comprensión. Dos de estos son materia oscura, uno de los ingredientes básicos del universo; y energía oscura, la fuerza misteriosa que hace que el universo se expanda más rápido con el tiempo.

Los científicos han propuesto todo tipo de teorías para explicar la materia oscura y la energía oscura, y «muchas teorías alternativas a la relatividad general comienzan con la adición de una dimensión extra», dijo la estudiante de posgrado Maya Fishbach, coautora del informe. Una teoría es que a largas distancias, la gravedad se “filtraría” a las dimensiones adicionales. Esto causaría que la gravedad parezca más débil y podría explicar las inconsistencias.

Representación de una colisión de dos estrellas de neutrones. Crédito: European Southern Observatory

El efectos de las ondas gravitacionales y la luz de la colisión de la estrella de neutrones detectadas el año pasado ofrecieron una forma de que Holz y Fishbach probaran esta teoría. Las ondas gravitacionales de la colisión resonaron en LIGO la mañana del 17 de agosto de 2017, seguidas de detecciones de rayos gamma, rayos X, ondas de radio y luz óptica e infrarroja. Si la gravedad se filtró a otras dimensiones en el camino, entonces la señal que midieron en los detectores de ondas gravitacionales habría sido más débil de lo esperado. Pero no fue así.

Por ahora, parece que el universo tiene las mismas dimensiones familiares, tres en el espacio y una en el tiempo, incluso en escalas de cien millones de años luz.

Pero esto es solo el comienzo, dijeron los científicos.

Fishbach agregó:

Hay tantas teorías que hasta ahora, no teníamos formas concretas de probar. Esto cambia la forma en que mucha gente puede hacer su astronomía. Estamos ansiosos por ver qué sorpresas de ondas gravitacionales puede tener el universo para nosotros”.

Esto no es un veredicto definitivo de la no existencia de otras dimensiones en el universo. El estudio se ha enfocado exclusivamente en las ondas gravitacionales.

El estudio científico ha sido publicado en Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.