Opazovanja nenavadne zvezde zvezd, v katerih sta en pulsar in dva bela pritlikavca, sta znanstvenikom pomagala dokazati, da gravitacija upočasni tok časa in upogne prostor točno tako, kot je predvidevala Einsteinova teorija relativnosti.
„Vprašali smo vprašanje„ Kako pada težnost? “Neinformirana javnost se morda sliši nenavadno, toda z vidika Einsteina sta tako masa kot energija ena in ista stvar. Če je kršeno načelo enakovrednosti, se bodo akumulacije energije, obkrožene z močnim gravitacijskim poljem, med padcem pospešile na povsem drugačen način kot podoben kup energije zunaj njega, pravi Anne Archibald z univerze v Amsterdamu (Nizozemska).
Archibald in njeni sodelavci so prejšnji teden govorili na letni konferenci Ameriškega astronomskega društva v Washingtonu. Govorili so o tem, kako jim je uspelo uporabiti opažanja edinstvenega zvezdnega sistema J0337 + 1715 v ozvezdju Bik za najtežji in najbolj natančen test tako imenovanega načela enakovrednosti - enega od temeljev Einsteinove splošne teorije relativnosti.
To načelo v svoji najbolj splošni in poenostavljeni obliki navaja, da morajo delci svetlobe različnih valovnih dolžin, ki jih oddaja oddaljeni predmet v vesolju, hkrati priti na Zemljo, četudi so šli skozi močna gravitacijska polja. Tudi drugi predmeti vidnega sveta bi se morali obnašati na podoben način, začenši s kroglicami in puhami v Galileovih poskusih in končati s kepami energije.
Načelo enakovrednosti je bilo že večkrat preizkušeno tako na Zemlji kot v orbiti z ameriško sondo Gravity Probe A, ruskim Radioastronom in parom evropskih satelitov Galileo. Po drugi strani znanstveniki še niso povsem prepričani, ali jo opazimo v najbolj skrajnih kotičkih prostora - v "družinah" nevtronskih zvezd ali v bližini črnih lukenj.
Archibald in njeni sodelavci so izvedli prvi tak preizkus z opazovanjem neke vrste gravitacijske "matryoshke", sistema treh "mrtvih zvezd" - enega pulsarja in dveh belih palčkov.
Eden od belih palčkov in pulsar se vrtita drug na drugem na tako majhni razdalji, da ustvarjata še nevidne za nas, vendar dovolj močne gravitacijske valove. Situacijo dodatno zaplete še drugi beli škrat, ki se giblje okoli prvih dveh zvezd in občasno zasenči njihovo svetlobo.
Ta ureditev tega zvezdnega sistema je znanstvenikom omogočila, da preverijo, ali ima Einstein prav. Dejstvo je, da če načela enakovrednosti ne bi spoštovali in bi predmeti z močnejšim gravitacijskim poljem "padli" hitreje kot njihovi sosedje, bi se orbita pulsarja na določen način ukrivila in se raztezala proti bolj oddaljenemu belem pritlikavcu in se gibala v krogu z njim …
Promocijski video:
Te ukrivljenosti je bilo mogoče opaziti po tem, kako močno se pulsarjevi signali zavzemajo v različnih obdobjih, ko se domnevno nahaja na različnih točkah svoje podolgovate orbite. Na podlagi te ideje so znanstveniki opazovali J0337 + 1715 z ameriškim radijskim teleskopom GBT in optičnim teleskopom Gemini na Havajih.
Kot so pokazala ta opazovanja, so signali pulsarja v približno enakih časovnih intervalih segali na Zemljo, kar je potrdilo Einsteinovo teorijo z še vedno rekordno visoko natančnostjo merjenja, ki je presegla prejšnje zapise za 50-100 krat.
Podoben rezultat, kot ugotavljajo astronomi, fizikom ponovno ne omogoča razumevanja, kako je mogoče odpraviti nasprotja med teorijo relativnosti in kvantno fiziko, kar je potrebno za razlago, kaj se dogaja znotraj črnih lukenj, in razumevanje, kako se bo vesolje razvijalo v prihodnosti.
