2017年8月，当激光干涉仪引力波天文台（LIGO）探测到被认为是由两颗中子星合并引起的引力波时，天文学家又取得了重大突破。从那时起，世界各地的多个设施的科学家们都进行了后续观察，以确定这次合并的后果，甚至测试各种宇宙学理论。

例如，在过去，一些科学家已经提出，爱因斯坦的广义相对论与大尺度宇宙的性质之间的不一致可以通过额外维度的存在来解释。然而，根据美国天体物理学家团队的一项新研究，去年的KalnoVa有效地排除了这一假设。

他们的研究最近发表在“宇宙学和天体物理学杂志” 上， 标题为“ 限制GW170817的时空尺寸 ”。该研究由普林斯顿大学天体物理学系研究生克里斯帕尔多领导，其成员包括芝加哥大学，斯坦福大学和熨斗研究所计算天体物理中心。

艺术家对“KalnoVa”事件的描述，其中2017年8月发现了两颗合并的中子星。图片来源：国家科学基金会/ LIGO /索诺玛州立大学/ A. SIMONNET

与先前产生引力波的事件不同，KalnoVa事件（称为GW170817）涉及两颗中子星（与黑洞相对）的合并，天文学家使用常规望远镜可以看到后果。更重要的是，它是第一个在引力波和电磁波中检测到的天文事件 - 包括可见光，伽马射线，X射线和无线电波。

正如芝加哥大学天文学/天体物理学和物理学教授丹尼尔霍尔兹教授以及该研究的共同作者所解释的那样：

“这是我们第一次能够同时在重力波和光波中探测到光源。这提供了一个全新且令人兴奋的探索，我们一直在学习有关宇宙的各种有趣的事情。“

如上所述，科学家长期以来一直在寻找解释我们对引力的现代理解（如广义相对论所解释）与我们对宇宙的观察之间的差异。从本质上讲，星系和星系团发挥的重力影响要大于它们所具有的可见物质（即恒星，尘埃和气体）的数量。

艺术家对KalnoVa事件的印象，图像显示了生成的物体随着时间的推移如何变亮。图片来源：NASA / CXC /三一大学/ D. Pooley等。插图：NASA / CXC / M.Weiss

到目前为止，科学家已经提出暗物质的存在来解释明显的“缺失质量”，以及暗能量来解释为什么宇宙处于恒定（和加速）的膨胀状态。但另一种理论认为，长距离地，重力会“泄漏”到额外的尺寸，导致它在大尺度上看起来更弱。这可以解释天文观测与广义相对论之间的明显差异。

KalnoVa事件 - 以及它产生的引力波和光线 - 为研究团队提供了一种测试这一理论的方法。基本上，如果在合并后重力释放到其他维度，那么由LIGO和其他引力波探测器测量的信号将比预期的要弱。但事实并非如此。

由此，该团队确定即使在涉及数亿光年的尺度上，宇宙也包含三个空间维度和一个我们熟悉的时间。根据该团队的说法，这只是天文学家最近能够进行的许多测试中的第一次，这要归功于最近引力波研究的爆炸性增长。

“有这么多理论，到目前为止，我们没有具体的方法来测试。这改变了许多人如何做天文学，“菲什巴赫说。随着未来的引力波探测，科学家们可能会找到测试其他宇宙学谜团的方法。“我们期待看到宇宙可能为我们带来的引力波惊喜，”霍尔兹补充道。