Promatranja neobične obitelji zvijezda u kojima žive jedan pulsar i dva bijela patuljaka pomogla su znanstvenicima da dokažu da gravitacija usporava protok vremena i savija prostor točno onako kako je to predviđala Einsteinova teorija relativnosti.
„Postavili smo pitanje„ Kako pada izvor gravitacije? “Neinformiranoj javnosti može zvučati čudno, ali s Einsteinovog gledišta i masa i energija su jedno te isto. Ako se krši princip ekvivalencije, tada će se akumulacije energije okružene snažnim gravitacijskim poljem tijekom pada ubrzati na potpuno drugačiji način od slične gomile energije izvan njega “, kaže Anne Archibald sa Sveučilišta u Amsterdamu (Nizozemska).
Archibald i njezini kolege razgovarali su na godišnjoj konferenciji Američkog astronomskog društva u Washingtonu prošlog tjedna. Razgovarali su o tome kako su uspjeli upotrijebiti opažanja jedinstvenog zvjezdanog sustava J0337 + 1715 u zviježđu Bik za najstroži i najtačniji test takozvanog principa ekvivalencije - jedan od temelja Einsteinove opće teorije relativnosti.
Ovo načelo u svom najopćenitijem i pojednostavljenom obliku kaže da čestice svjetlosti različite valne duljine koje emitira udaljeni objekt u svemir moraju istovremeno stići na Zemlju, čak i ako su prolazile kroz moćna gravitacijska polja. Ostali predmeti vidljivog svijeta trebali bi se ponašati na sličan način, počevši s kuglicama i pahuljama u Galileovim eksperimentima, a završavajući s grudicama energije.
Načelo ekvivalencije već je provjereno i na Zemlji i u orbiti pomoću američke Gravity Probe A sonde, ruskog Radioastrona i para europskih satelita Galileo. S druge strane, znanstvenici još uvijek nisu u potpunosti sigurni je li to promatrano u najekstremnijim uglovima prostora - u "obitelji" neutronskih zvijezda ili u blizini crnih rupa.
Archibald i njezini kolege izveli su prvi takav test promatrajući svojevrsnu gravitacijsku "matryoshku", sustav od tri "mrtve zvijezde" - jednog pulsara i dva bijela patuljaka.
Jedan od bijelih patuljaka i pulsar vrte se jedan oko drugog na tako maloj udaljenosti da stvaraju još nevidljive za nas, ali dovoljno snažne gravitacijske valove. Situaciju dodatno komplicira drugi bijeli patuljak koji se kreće oko prve dvije zvijezde i periodično zatamnjuje njihovu svjetlost.
Ovaj raspored ovog zvjezdanog sustava omogućio je znanstvenicima da provjere je li Einstein u pravu. Činjenica je da ako se načelo ekvivalencije nije poštivalo i objekti s moćnijim gravitacijskim poljem „padaju“brže od svojih susjeda, tada bi se pulsarska orbita zakrivila na određeni način, protežući se prema udaljenijem bijelom patulju i kretala se u krugu s njim …
Promotivni video:
Ove zakrivljenosti, zauzvrat, mogu se primjetiti po tome koliko snažno pulsar signali odgađaju u različito vrijeme, kada su oni navodno smješteni na različitim točkama svoje izdužene orbite. Vođeni ovom idejom, znanstvenici su promatrali J0337 + 1715 koristeći američki radioteleskop GBT i optički teleskop Gemini na Havajima.
Kao što su pokazala ta opažanja, signali iz pulsara stigli su do Zemlje u približno jednakim intervalima, što je potvrdilo Einsteinovu teoriju s još uvijek rekordno velikom točnošću mjerenja, prelazeći prethodne zapise za 50-100 puta.
Sličan rezultat, kako astronomi primjećuju, još jednom ne dopušta fizičarima da shvate kako se suprotnosti između teorije relativnosti i kvantne fizike mogu otkloniti, što je potrebno za objašnjenje onoga što se događa unutar crnih rupa i razumijevanje kako će se svemir razvijati u budućnosti.
