Oikein taas, Einstein! Wobbling Pulsar vahvistaa yleisen suhteellisuuden



Einsteinin teoria yleisestä suhteellisuudesta on vahvistettu jälleen kerran, tällä kertaa heiluttamalla pulsaria 25 000 valovuotta maasta. Tähtitieteilijät havaitsivat 14 vuoden ajan spinning-neutronitähteen PSR J1906 + 0746.

Heidän päämääränsä? Kahden pulssarin heilutuksen tai preesion tutkimiseksi, kun ne kiertävät toisiaan, yleinen suhteellisuusteoria ennustaa harvinaisen ilmiön.

Tähtitieteilijät, joita johtaa Gregory Desvignes Max Planck Radioastronomiainstituutista Bonnissa, Saksassa, julkaisi tuloksensa lehden 6. syyskuuta ilmestyneessä lehdessä tiede. Heidän löytönsä voisivat auttaa arvioimaan näiden ns. Binaaristen pulssien lukumäärää galaksissamme ja neutronitähtien sulautumisten nopeutta, mikä saattaa tuottaa gravitaatioaaltoja (jotka myös ennustetaan suhteellisuustekijöillä), joita voidaan havaita maan päällä.

Related: 8 tapaa, jolla voit nähdä Einsteinin suhteellisuusteorian tosielämässä

Pulsarit pyörivät nopeasti neutronitähdet jotka ovat varautuneiden hiukkasten suihkussuuttimia niiden magneettista napaa. Intensiiviset magneettikentät kiihdyttävät hiukkaset melkein valon nopeuteen muodostaen radioaaltojen säteet, jotka loistavat avaruuteen kuten kosmiset majakat. Kellokaltaisella tarkkuudella pulsaattorit pyörivät jopa tuhansia kertoja sekunnissa, jolloin saadaan ennakoitavissa oleva pulssi, kun säteet pyyhkäisevät maan yli. Kuolleiden tähtien pienikokoiset ytimet purkavat aurinkoomme enemmän massaa kaupungin avaruuteen ja ovat maailmankaikkeuden pienimpiä esineitä – ihanteellisia koehenkilöitä yleisen suhteellisuusteorian teoriassa.

"Pulsaarit voivat tarjota painovoimatestejä, joita ei voida tehdä millään muulla tavalla", tutkimuksen avustaja Ingrid Stairs, Brittiläisen Kolumbian yliopistosta Vancouverissa, sanoi lausunnossaan. "Tämä on vielä yksi kauniimpi esimerkki sellaisesta testistä."

Yleinen suhteellisuusteoria, jonka Albert Einstein muotoili ensimmäisen kerran vuonna 1915, kuvaa, kuinka aine ja energia loimivat avaruus-ajan kangasta painovoiman luomiseksi. Massiiviset tiheät esineet, kuten pulsaattorit, voivat dramaattisesti taivuttaa tilaa-aikaa. Jos kaksi pulssaria huomaa kiertävän toisiaan, yleinen suhteellisuusteoria ennustaa, että ne voivat luoda lievän heilutuksen pyöriessään, kuten hitaasti kehruva toppi. Tätä painovoiman seurausta kutsutaan relativistiseksi spinprecessioon.

Kun tähtitieteilijät löysivät PSR J1906 + 0746: n vuonna 2004, se näytti miltei kaikilta muilta pulsarilta, joissa kaksi selkeää, polarisoitunutta sädettä näkyivät jokaisen kierroksen kohdalla. Mutta kun neutronitähti havaittiin toisen kerran vuotta myöhemmin, vain yksi säde ilmestyi. Tarkkailemalla havaintoja vuosina 2004-2018, Desevignesin joukkue päätti, että keilan katoaminen johtui pulsarin edestä.

14 vuoden tietojen perusteella he kehittivät 50 vuoden mallin ja ennustivat tarkasti molempien palkkien katoamisen ja toistumisen esiintymisen jälkeen. Kun he vertasivat mallia havainnointiin, prosessiprosentti vastasi, vain 5% epävarmuudella. Tiedot olivat täysin sopusoinnussa Einsteinin teorian kanssa.

"Kokeen loppuun saattaminen kesti kauan", Max Krackin instituutin radioastronomian tutkimusosaston perustavan fysiikan johtaja Michael Kramer, sanoi lausunnossaan. "Ole kärsivällinen ja ahkera on todella palkannut."