Ein Team von Wissenschaftlern aus der Zusammenarbeit von LIGO und Virgo fand aufgrund hypothetischer zusätzlicher Dimensionen keine Anzeichen für ein "Leck" von Gravitationswellen. Dies ermöglicht es uns, eine Reihe von Theorien abzulehnen, die die Schwerkraft in das Standardmodell einbeziehen (die die Eigenschaften aller bekannten Teilchen und drei der vier grundlegenden Wechselwirkungen beschreiben), dh sie sind Kandidaten für die Rolle der Theorie von Allem. Die Ergebnisse ihrer Arbeit, die im Arxiv Preprint Repository veröffentlicht wurden, stützen Einsteins allgemeine Relativitätstheorie.
Am 17. August 2017 zeichneten die Detektoren der Gravitationsobservatorien LIGO (Laser Interferometer Gravitationswellenobservatorium) und Virgo erstmals das Signal GW170817 aus der Fusion zweier Neutronensterne auf. Die Katastrophe erzeugte Gravitationswellen und eine Kilonwelle, begleitet von einem kurzen Ausbruch von Gammastrahlung, einem hellen Blitz im optischen und infraroten Bereich und einem langen Nachleuchten von Röntgen- und Radiostrahlen. Die Beobachtungen ermöglichten es, die Differenz zwischen der Lichtgeschwindigkeit und der Geschwindigkeit der Gravitationswellen, die Verstöße gegen die Lorentz-Invarianz und den Shapiro-Effekt - die Zeitverzögerung elektromagnetischer Signale in einem Gravitationsfeld - streng zu begrenzen.
In der allgemeinen Relativitätstheorie ist die Geschwindigkeit von Gravitationswellen gleich der Lichtgeschwindigkeit, aber exotischere Modelle, die behaupten, die Theorie von Allem zu sein, gehen davon aus, dass je nach Entfernung der Quelle bestimmte Effekte die Ausbreitung von Gravitationswellen beeinflussen können. Beispielsweise können Wellen aufgrund einer Lorentz-Invarianzverletzung einer Streuung unterliegen oder aufgrund zusätzlicher Dimensionen gedämpft werden. Gravitationsleckage tritt aufgrund der Leckage von Gravitonen in einen mehrdimensionalen Raum auf, was im Rahmen verschiedener Theorien der Quantengravitation vorgeschlagen wird.
Da das "Leck" der Gravitation von der Anzahl der zusätzlichen Dimensionen abhängt, kann die Änderung der Amplitude der Gravitationswellen verwendet werden, um die ungefähre Anzahl dieser Dimensionen zu bestimmen. Wenn letzteres vorhanden ist, muss der durch Gravitationswellen bestimmte Abstand von der Quelle den durch elektromagnetische Strahlung bestimmten Abstand überschreiten. Nach vielen exotischen Modellen können sich Licht und Materie nur in vier Dimensionen bewegen. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die derzeit verfügbaren Daten mit dem Modell eines vierdimensionalen Universums übereinstimmen.
Wissenschaftler betonen, dass einige Modelle unter der Annahme zusätzlicher Dimensionen und "Gravitationsleckagen, die sich plötzlich in großen Entfernungen manifestieren", noch nicht vollständig abgelehnt wurden. Zukünftige Beobachtungen mit Gravitationsdetektoren werden es jedoch auch ermöglichen, sie zu testen.
