Teoria ogólnej teorii względności Einsteina istnieje od 93 lat i po prostu się tam trzyma. Niedawno, korzystając z unikalnego kosmicznego zbiegu okoliczności, a także całkiem cholernie dobrego teleskopu, astronomowie spojrzeli na silną grawitację z pary superdennych gwiazd neutronowych i zmierzyli efekt przewidziany przez ogólną teorię względności. Teoria przyszła z latającymi kolorami.
Teoria Einsteina z 1915 r. Przewidywała, że w zamkniętym układzie dwóch bardzo masywnych obiektów, takich jak gwiazdy neutronowe, holowanie grawitacyjne jednego obiektu, wraz z efektem jego obracania się wokół własnej osi, powinno powodować wahanie się osi obrotu drugiego obiektu lub jego precesję. Badania nad innymi pulsarami w układach podwójnych wykazały, że takie wahania wystąpiły, ale nie były w stanie uzyskać dokładnych pomiarów wielkości wahań.
„Pomiar stopnia wahania jest tym, co sprawdza szczegóły teorii Einsteina i daje punkt odniesienia, który muszą spełnić wszelkie alternatywne teorie grawitacyjne”, powiedział Scott Ransom z National Radio Astronomy Observatory.
Astronomowie wykorzystali teleskop Roberta C. Byrda Green Bank'a z National Science Foundation (GBT) do czteroletniego badania układu podwójnej gwiazdy, w przeciwieństwie do innych znanych we Wszechświecie. Układ to para gwiazd neutronowych, z których obie są postrzegane jako pulsary, które emitują wiązki fal radiowych przypominające latarnię morską.
„Spośród około 1700 znanych pulsarów jest to jedyny przypadek, w którym dwa pulsary krążą wokół siebie”, powiedział Rene Breton, absolwent Uniwersytetu McGill w Montrealu w Kanadzie. Ponadto płaszczyzna orbity gwiazd jest prawie idealnie wyrównana z ich linią widzenia do Ziemi, dzięki czemu jeden przechodzi za regionem zjonizowanego gazu w kształcie pączka otaczającym drugą, odbierając sygnał z pulsara z tyłu.
Animacja układu podwójnych pulsarów
Zaćmienia umożliwiły astronomom ustalenie geometrii układu podwójnego pulsara i śledzenie zmian orientacji osi obrotu jednego z nich. Gdy oś obrotu jednego pulsara powoli poruszała się, zmienił się również wzór blokowania sygnału, gdy drugi przechodził za nim. Sygnał z pulsara z tyłu jest absorbowany przez zjonizowany gaz w magnetosferze drugiej osoby.
Para pulsarów badanych za pomocą GBT znajduje się około 1700 lat świetlnych od Ziemi. Średnia odległość między nimi jest tylko około dwa razy większa niż odległość Ziemi od Księżyca. Obaj okrążają się nawzajem w niecałe dwie i pół godziny.
„Taki system z dwoma bardzo masywnymi obiektami bardzo blisko siebie jest właśnie rodzajem ekstremalnego„ kosmicznego laboratorium ”potrzebnego do przetestowania prognozy Einsteina”, powiedziała Victoria Kaspi, lider grupy Pulsar University McGill.
Teorie grawitacji nie różnią się znacząco w „zwykłych” regionach przestrzeni kosmicznej, takich jak nasz Układ Słoneczny. Jednak w obszarach o bardzo silnych polach grawitacyjnych, takich jak para bliskich, masywnych obiektów, oczekuje się różnic. Naukowcy stwierdzili, że w badaniu binarno-pulsarowym ogólna teoria względności „przeszła test” zapewniany przez tak ekstremalne środowisko.
„Nie jest słuszne stwierdzenie, że mamy teraz„ sprawdzoną ”ogólną teorię względności” - powiedział Breton. „Jednak do tej pory teoria Einsteina przeszła wszystkie przeprowadzone testy, w tym nasze”.
Oryginalne źródło informacji: Obserwatorium banku Jodrell
