Материалы портала «Научная Россия»

Пульсар помог проверить теорию относительности

Пульсар помог проверить теорию относительности
С помощью очень точных астрономических наблюдений на сверхбольшом телескопе VLT ESO учёные подтвердили постулаты Эйнштейна о гравитации

Альберт Эйнштейн оказался прав – во всяком случае, на сегодняшний день. Гравитация даже в отдалённых космических системах вписывается в общую теорию относительности – такой вывод сделали астрономы Европейской южной обсерватории (ESO), наблюдая с помощью своего сверхбольшого телескопа VLT весьма необычную двойную звезду.

Международная группа астрономов зарегистрировала экзотический двойной объект, состоящий из необычно массивной нейтронной звезды, которая вращается с частотой 25 оборотов в секунду, и белого карлика, облетающего вокруг неё за два с половиной часа. Нейтронная звезда является пульсаром, то есть излучает пульсирующие радиоволны, принимаемые радиотелескопами на Земле. Хотя эта необычная двойная звезда очень интересна и сама по себе, она к тому же представляет собой уникальную лабораторию, в которой можно тестировать физические теории.

Пульсар, который имеет обозначение PSR J0348+0432, является остатком взрыва сверхновой. Он вдвое тяжелее Солнца, но поперечник его всего 20 километров. Сила тяжести на его поверхности более чем в 300 миллиардов раз превышает силу земного притяжения, а в его центре в кубике объёмом с кусочек сахара помещается больше миллиарда тонн вещества. Звезда-компаньон, белый карлик, менее экзотичен: это тускло светящийся остаток гораздо более лёгкой звезды, которая потеряла свою атмосферу и медленно остывает.

Общая теория относительности Эйнштейна, которая объясняет тяготение кривизной пространства-времени, созданной присутствием масс и энергий, с тех пор, как она почти сто лет назад была опубликована, подтверждалась всеми экспериментальными проверками. И всё же в этой теории обнаруживаются глубокие противоречия: в частности, она не согласуется с квантовой механикой, а иногда (например, в центре чёрной дыры) даёт сингулярности – обращение некоторых параметров в бесконечность.

Физики разработали несколько других теорий гравитации. Различия между ними и теорией Эйнштейна могли бы проявиться только в крайне сильных гравитационных полях, найти которые в Солнечной системе невозможно. В этом отношении PSR J0348+0432 является поистине экстремальным объектом, где малый прирост массы может вызвать большие изменения пространственно-временной структуры.

Исследователи скомбинировали наблюдения белого карлика, выполненные на VLT, и высокоточную регистрацию  времен прихода импульсов от пульсара радиотелескопами. Столь тесная двойная система должна терять энергию, излучая гравитационные волны, а это в свою очередь должно вызывать очень малые изменения орбитального периода  системы. Эти-то изменения и получаются несколько различными в общей  теории относительности и в конкурирующих с ней теориях.

«Наши радионаблюдения оказались такими точными, что мы смогли измерить изменения орбитального периода величиной в 8 миллионных долей секунды в год, что полностью соответствует предсказаниям теории Эйнштейна», – сообщает Пауло Фрейре (Paulo Freire), один из исследователей.

По словам учёных, это только начало детального изучения найденного уникального объекта. Со временем астрономы будут использовать его для проверки теории относительности с ещё более высокой точностью.

Источник: www.eso.org

астрофизика гравитация европейская южная обсерватория пульсары теория относительности

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий