Pozorování neobvyklé rodiny hvězd, které jsou domovem jednoho pulsaru a dvou bílých trpaslíků, pomohly vědcům dokázat, že gravitace zpomaluje tok času a ohýbá prostor přesně podle předpovědi Einsteinovy teorie relativity.
"Zeptali jsme se na otázku:" Jak klesá zdroj gravitace? "To může znít podivně neinformované veřejnosti, ale z Einsteinova hlediska je hmota i energie jedna a totéž. Pokud dojde k narušení zásady ekvivalence, akumulace energie obklopené silným gravitačním polem se během pádu zrychlí úplně jiným způsobem než podobná skupina energie mimo ni, “říká Anne Archibald z University of Amsterdam (Nizozemsko).
Archibald a její kolegové minulý týden hovořili na výroční konferenci americké astronomické společnosti ve Washingtonu. Mluvili o tom, jak se jim podařilo použít pozorování jedinečného hvězdného systému J0337 + 1715 v souhvězdí Býk pro nejtvrdší a nejpřesnější test tzv. Principu ekvivalence - jeden ze základů Einsteinovy obecné teorie relativity.
Tento princip ve své nejobecnější a nejjednodušší podobě uvádí, že částice světla různých vlnových délek emitovaných vzdáleným objektem v prostoru musí dorazit na Zemi současně, i když prošly silnými gravitačními poli. Jiné objekty viditelného světa by se měly chovat podobným způsobem, počínaje míčky a chmýří v Galileových pokusech a končící hrudkami energie.
Princip ekvivalence byl již opakovaně testován na Zemi i na oběžné dráze pomocí sondy American Gravity Probe A, ruského radioastronu a dvojice evropských satelitů Galileo. Na druhé straně si vědci ještě nejsou zcela jisti, zda je pozorováno v nejextrémnějších koutech vesmíru - v „rodinách“neutronových hvězd nebo v blízkosti černých děr.
Archibald a její kolegové provedli první takový test pozorováním jakéhokoli gravitačního „matryoshka“, systému tří „mrtvých hvězd“- jednoho pulsaru a dvou bílých trpaslíků.
Jeden z bílých trpaslíků a pulsar se točí kolem sebe v tak malé vzdálenosti, že pro nás vytvářejí dosud neviditelné, ale dostatečně silné gravitační vlny. Situace je dále komplikována tím, že se druhý bílý trpaslík pohybuje kolem prvních dvou hvězd a pravidelně zakrývá své světlo.
Toto uspořádání tohoto hvězdného systému umožnilo vědcům zkontrolovat, zda má Einstein pravdu. Faktem je, že pokud by nebyl dodržen princip ekvivalence a objekty s mocnějším gravitačním polem „padaly“rychleji než jejich sousedé, pak by oběžná dráha pulsaru byla zakřivena určitým způsobem, natahovala se k vzdálenějšímu bílém trpaslíkovi a pohybovala se v kruhu s ním …
Propagační video:
Tyto zakřivení lze zase pozorovat podle toho, jak silně jsou pulsarové signály zpožděny v různých časech, když se údajně nachází v různých bodech své protáhlé oběžné dráhy. Vedeni touto myšlenkou vědci pozorovali J0337 + 1715 pomocí amerického radioteleskopu GBT a optického teleskopu Gemini na Havaji.
Jak tato pozorování ukázala, signály z pulsaru dorazily na Zemi v přibližně stejných časových intervalech, což potvrdilo Einsteinovu teorii se stále vysokou přesností měření, která překračovala předchozí záznamy 50 až 100krát.
Podobný výsledek, jak poznamenají astronomové, fyzikům opět neumožňuje pochopit, jak lze odstranit rozpory mezi teorií relativity a kvantovou fyzikou, což je nutné vysvětlit, co se děje uvnitř černých děr, a pochopit, jak se bude vesmír vyvíjet v budoucnosti.