Астрономы сделали еще один шаг на пути открытия новых пространственных измерений. В новой статье, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal, ученые рассказали о зависимости между поведением двойных систем, состоящих из черной дыры и нейтронной звезды, и существованием дополнительных измерений.
Предметом изучения стал пульсар PSR B1913+16, обнаруженный в 1974 году астрономами Расселом Халсом и Джозефом Тейлором. Объект, принятый за пульсар, на самом деле оказался двойной системой, состоящей из звезд приблизительно одинаковой массы – около 1,4 массы Солнца, одна из которых, нейтронная, с Земли имела вид пульсара. Благодаря этому пульсару специалистам удалось проверить такие предсказания общей теории относительности, как сокращение орбитального периода, геодезическую прецессию и поворот периастра. Спустя 19 лет ученые получили за это открытие Нобелевскую премию по физике «за открытие нового вида пульсаров, открывшее новые перспективы в изучении гравитации».
В рамках нового исследования ученые пошли по пути Халса и Тейлора. Они вычислили, что двойная система, состоящая из нейтронной звезды и черной дыры, поможет проверить предсказания ряда многомерных теорий гравитации, одной из которых является существование дополнительных пространственных измерений. В теории, если эти измерения действительно существуют, то такая система должна постепенно расширяться. А процесс расширения, вызванный тем, что излучение Хокинга, приводящее к испарению черных дыр, в многомерном пространстве гораздо мощнее, чем в трехмерном — можно зарегистрировать.
Согласно ряду современных теорий, наша Вселенная имеет шесть или семь дополнительных пространственных измерений, обладающих необычными свойствами. Лишние измерения либо свернуты в цилиндры, и координаты по этим измерениям являются периодическими функциями, либо бесконечны, но при этом сильно искривлены. Регистрация таких измерений очень затруднена, так как гравитация может «заметить» их только на очень маленьком масштабе (планковская длина). По мнению авторов новой работы, обнаружение подобного объекта является на данный момент наиболее реальным способом проверки современных космологических теорий.