如果你相信引力波，宇宙只有四个维度

许多物理学理论预测，除了我们所知的四种维度(空间的三维，时间的一维)之外，还有更多的维度。拥有这些额外的维度对于解释宇宙中一些最令人困惑的谜题是很方便的。例如，一些解释暗物质和暗能量的理论认为在我们每天所经历的维度之外还有更多的“额外”维度；它们很小，很难观察到。

2017年8月17日，美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)和意大利室女座天文台(Virgo Observatory)探测到在一亿三千万光年之外，两颗中子星相撞并合并，以引力波的海啸般引发了一场宇宙大爆炸。此外，这个事件是由基洛诺娃（kilonova）引起的，创造了一个非常明亮的伽玛射线爆炸，留下重元素，如在其尾流中的黄金。美国和意大利的探测器记录下了时空波动，而美国国家航空和宇宙航行局的斯威夫特太空天文台(和其他机构)则探测到了电磁辐射。

天体物理学家对这一事件非常兴奋。在历史上，他们首次同时观测到来自同一事件的电磁波和引力波，他们可以比较这两种信号，从而对我们的宇宙做出新的发现。这一发现为LIGO的科学家们带来了诺贝尔物理学奖，开启了“多信使天文学”的新纪元。

现在，研究人员利用这一历史性事件来探索时空四维以外的层次，以揭示我们的宇宙可能比一些物理理论所预测的要简单得多。

让我们回到我们提到的暗物质和暗能量的奥秘。宇宙中绝大多数物质被认为是由我们看不见的物质所包含的。然而，我们可以感觉到它的引力效应，所以我们知道它就在那里，不管它是什么。暗能量更令人费解。像暗物质一样，暗能量是“暗”的，因为我们并不知道它是什么。但我们知道它就在那里，宇宙学家相信它是推动宇宙加速膨胀的原因。

对于暗物质和暗能量，人们提出了许多理论，其中一些理论要求在已知的四个维度之外存在额外维度。有趣的是，引力波被认为是一种可能的机制，可以用来探索这个未知的超维度领域。

简单地说，当引力波以光速在时空中传播时，科学家们认为，如果存在这些额外维度，一些引力波的能量将“泄漏”到额外维度。因此，当被引力波观测站探测到时，这些波的振幅会比预测的小。正常电磁辐射(即。从伽马射线爆发发出的光)，不会与这些额外的维度相互作用，并且将保持不变。通过测量去年中子星碰撞产生的引力波信号，并将其与电磁信号进行比较，理论上，如果存在这些额外的维度，两者应该存在差异。

唉，根据这项研究，两者没有区别，这表明光和引力波只在四维时空中传播，就像爱因斯坦用广义相对论预测的那样，这个理论预测了一个多世纪前引力波的存在。

这并不一定意味着额外维度不存在，这可能意味着我们关于引力如何与这些维度相互作用的理论需要修改，或者我们仅仅需要测量更多的多信使事件，但在发现引力波仅仅三年之后，引力波已经兑现了他们对一些关键宇宙学理论提出挑战的承诺。