V poriadku, Einstein! Wobbling Pulsar potvrdzuje všeobecnú relativitu



Einsteinova teória všeobecnej relativity sa znova potvrdila, tentoraz v kolísaní pulzaru 25 000 svetelných rokov od Zeme. Počas 14 rokov pozorovali astronómovia rotujúcu neutrónovú hviezdu PSR J1906 + 0746.

Ich cieľ? Ak chcete študovať kolísanie alebo precesiu dvoch pulzarov počas ich obežnej dráhy, zriedkavý jav predpovedaný všeobecnou relativitou.

Astronómovia na čele s Gregorym Desvignesom z Inštitútu Maxa Plancka pre Radio Astronomy v nemeckom Bonne zverejnili svoje výsledky v časopise 6. septembra. veda, Ich objavy by mohli pomôcť odhadnúť počet týchto takzvaných binárnych pulzarov v našej galaxii a mieru fúzií neutrónových hviezd, ktoré môžu vytvárať gravitačné vlny (tiež predpovedané relatívnosťou), ktoré je možné pozorovať na Zemi.

súvisiace: 8 spôsobov, ako môžete vidieť Einsteinovu teóriu relativity v reálnom živote

Pulsary sa rýchlo otáčajú neutrónové hviezdy ktoré vysielajú prúdy nabitých častíc z ich magnetických pólov. Intenzívne magnetické polia urýchľujú častice takmer na rýchlosť svetla a vytvárajú lúče rádiových vĺn, ktoré žiaria do vesmíru kozmické majáky, S presnosťou podobnou hodinám sa pulzary otáčajú až tisíckrát za sekundu a vytvárajú predvídateľný impulz, keď lúče prechádzajú cez Zem. Kompaktné jadrá mŕtvych hviezd vťahujú do vesmíru viac hmoty ako naše Slnko a sú najkompaktnejšími objektmi vo vesmíre – ideálne testovacie predmety pre teóriu všeobecnej relativity.

„Pulsars môžu poskytnúť testy gravitácie, ktoré sa nedajú urobiť iným spôsobom,“ študuje spoluautorka Ingrid Stairs z University of British Columbia vo Vancouveri, uviedol vo vyhlásení, „Toto je jeden z krajších príkladov takéhoto testu.“

Všeobecná relativita, ktorý Albert Einstein prvýkrát formuloval v roku 1915, opisuje, ako hmota a energia deformujú štruktúru časopriestoru, aby vytvorili gravitačnú silu. Masívne husté predmety, ako napríklad pulzary, sa môžu časopriestorovo dramaticky ohnúť. Ak sa dva pulzári ocitnú obiehajúc okolo seba, predpovedá všeobecná relativita, že pri rotácii môžu vytvoriť mierny výkyv, ako napr. horná časť s pomalou rotáciou, Tento dôsledok gravitácie sa nazýva relativistická rotačná precesia.

Keď astronómovia objavili PSR J1906 + 0746 v roku 2004, vyzeralo to skoro ako každý druhý pulzar s dvoma jednoznačnými polarizovanými lúčmi viditeľnými pri každej rotácii. Ale keď bola neutrónová hviezda pozorovaná druhýkrát po rokoch, objavil sa iba jeden lúč. Desevignesov tím pozoroval pozorovania z rokov 2004 až 2018 a určil, že zmiznutie lúča bolo spôsobené precesiou pulzaru.

Na základe údajov zo 14 rokov vyvinuli model s rozpätím 50 rokov a presne predpovedali vymiznutie a opätovné objavenie sa oboch lúčov z precesie. Keď porovnali model s pozorovaním, miera precesie sa zhodovala s iba 5% neistotou. Údaje boli v dokonalej zhode s Einsteinovou teóriou.

„Dokončenie experimentu nám trvalo dlho,“ povedal Michael Kramer, riaditeľ oddelenia základného fyziky Inštitútu Maxa Plancka v oddelení výskumu Astronómie rádia, uviedol vo vyhlásení, „Byť trpezlivý a usilovný sa naozaj vyplatil.“