Einstein igaza újra bebizonyosodott

A dupla rendszer művészi benyomása, ahol két aktív pulzár kering egymás körül mindössze 147 perc alatt.

Miután 16 éven át egy egymás körül szoros pályán lévő pulzár párt figyeltek meg, a csillagászok arra a következtetésre jutottak, hogy ez a viselkedés konzisztens Einstein előrejelzésivel.

Einstein általános relativitáselméletet kiállta az eddigi legszigorúbb tesztet. Egy pulzár pár - nagyon sűrű neutroncsillagok, amik rádió hullámokat bocsátanak ki a pólusaikból - 16 évi megfigyelése után a kutatók relativisztikus hatásokat láttak, amiket korábban csak az elmélet jelzett előre.

Az általános relativitáselmélet a gravitáció téridőre gyakorolt hatását írja le „ Ha van valami igazán masszív dolog, nagyobb mértékben fogja meggörbíteni a téridőt maga körül, mint valami kevésbé masszív dolog."– mondja Robert Ferdman a Kelet-angliai Egyetem fizikusa.

Albert Einstein alkotta meg az általános relativitáselméletet, illetve a téridő fogalmát Forrás:Popper Foto/Getty Images

Ez azt jelenti a különösen masszív testeket illetően, mint például a neutron csillagok, hogy az általános relativitás előrejelzi azt, hogy a fény markánsan meg fog görbülni körülöttük, mivel a fotonok követik a téridő meggyűrődött útját. Sőt mi több, amikor a neutroncsillagok gyorsulnak, ami megtörténik, ha egymás körül spirálosan mozognak, gravitációs hullámokat - fodrozódások a téridőben - fognak kibocsátani, ami a pályájukat zsugorítja, ahogy energiát vesztenek.

A gravitációs hullámok léte - amit Eistein általános relativitáselmélete jósolt meg - tudományos bizonyossággá vált Forrás: NASA

Ez az úgynevezett orbitális hanyatlás.

Most, Friedman és kollégái megfigyeltek ezekből a teoretikus előre jelzésekből kettőt két pulzáron, ezek a: PSR J0737−3039A/B. Ezek mindössze 147 perc alatt keringenek egymás körül, akár 1 millió kilométer per órás sebességgel.

neutroncsillag, pulzár Forrás: Science Photo Library/MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Mark Garlick/Science Photo Libra

Ahogy keringenek, az egyik pulzár szimultán forog saját tengely körül körülbelül 44-szer másodpercenként, míg társa egyszer forog 2.8 másodpercenként. Mindig, amikor valamelyik pulzár forog, mi a Földön kapunk egy rádiósugárnyaláb lökést.

„Ezek a lüktetések rendkívül rendszeresen fognak érkezni kivéve, hogy van valami az útban, vagy van valami asztrofizikai jelenség, ami hanyatlást okoz ezekben az érkezésekben." – mondja Fredman.

A dupla rendszer művészi benyomása, ahol két aktív pulzár kering egymás körül mindössze 147 perc alatt. Forrás: https://www.newscientist.com/article/2301473-a-pair-of-pulsars-in-a-tight-embrace-have-proved-einstein-right-again/

Hét rádiótelszkóppal Ausztráliában, az Egyesült Államokban és Európában a kutatók monitorozták a dupla pulzár rendszert felfedezésüktől kezdve 2003-tól 2019-ig.

Azt találták, hogy a rádió impulzusok egyenletesen a vártnál később érkeztek, és kiszámolták, hogy ez azért történt, mert egy a két csillag körüli erős téridő görbület eltérítette őket 0.04 fokos szögben. Ez az első kísérleti bizonyíték ilyen nagy görbületre, Fredman csapata szerint.

A kutatók azt is találták, hogy a pulzárok orbitális hanyatláson mentek keresztül a gravitációs hullámok kibocsátása miatt. Érzékelni tudták a hullámok által hordozott energiát 1.000-szer precízebben, mint a Földön lévő közvetlen gravitációs hullám detektorokkal, mint például a LIGO detektorok az Egyesült Államokban.

A LIGO kutatója az egyik mikrohullámfrekvencia-mérő tükrét vizsgálja Forrás: MATT HEINTZE/CALTECH/MIT/LIGO LAB

„Ez a mai napig Einstein elméletének legszigorúbb tesztje, és ez felállítja a precizitás mércéjét ahogyan a jövőbeli kísérleteket végezni kell, hogy az általános relativitást teszteljük. Az általános relativitás a legjobb elméletünk a gravitációról, de tudjuk, hogy mivel inkompatibilis a kvantummechanikával s a standard modellel, ez nem a végső szó." – mondja Fredman.

(Forrás: New Scientist)