Dlouholetá studie extrémních hvězd znovu prokázala, jak je Einsteinova teorie relativity pravdivá
Tým astronomů pozoroval více než 16 let dvojici pulsarů nazvanou PSR J0737−3039A/B a zjistil, že relativistické efekty lze měřit načasováním jejich pulsů, přesně tak, jak se předpovídalo a očekávalo.
Pulsary jako důkaz
"Studovali jsme systém kompaktních hvězd, který je bezkonkurenční laboratoří pro testování teorií gravitace v přítomnosti velmi silných gravitačních polí,“ říká astronom a astrofyzik Michael Kramer z Institutu Maxe Plancka. "K našemu potěšení jsme byli schopni otestovat základní kámen Einsteinovy teorie, energii přenášenou gravitačními vlnami, s přesností, která je 25krát lepší než u pulsaru Hulse-Taylora, který získal Nobelovu cenu, a 1000krát lepší, než je v současnosti možné s detektory gravitačních vln."
Pulsary jsou pravděpodobně nejužitečnější hvězdy na obloze. Jsou typem neutronové hvězdy, což znamená, že jsou velmi malé a husté. Pulsary z nich dělá jednoduchý fakt, tedy že pulsují. Mají paprsky záření v rádiových vlnových délkách vystřelující z jejich pólů a jsou orientovány tak, že tyto paprsky blikají jako paprsek majáku, když se hvězda otáčí. Tyto záblesky jsou neuvěřitelně přesně načasované, což znamená, že pro nás jsou pulsary možná nejužitečnější hvězdy ve vesmíru. Změny v jejich načasování lze využít pro navigaci, pro sondování mezihvězdného prostředí a pro studium gravitace.
Dvojice PSR J0737−3039A/B objevená v roce 2003 a nacházející se asi 2 400 světelných let daleko a jediný dosud identifikovaný dvojitý pulsar představoval novou příležitost pro studium a další test relativity. Tyto dva pulsary jsou velmi blízko u sebe a dokončí oběžnou dráhu každých 147 minut. Jeden se otáčí docela rychle, 44krát za sekundu. Druhý je mladší a pomalejší, otáčí se jednou za 2,8 sekundy. Ale protože jsou tyto objekty tak husté, jejich gravitační pole jsou velmi silná, což znamená, že mohou ovlivnit načasování a úhel vzájemných pulsů.
E = mc2 platí také
"Kromě gravitačních vln a šíření světla nám naše přesnost umožňuje také měřit efekt dilatace času, díky kterému hodiny v gravitačních polích běží pomaleji,“ vysvětluje astrofyzik Dick Manchester z CSIRO v Austrálii. "Musíme dokonce vzít v úvahu Einsteinovu slavnou rovnici E = mc2, když uvažujeme o vlivu elektromagnetického záření emitovaného rychle rotujícím pulsarem na orbitální pohyb. Toto záření odpovídá ztrátě hmoty 8 milionů tun za sekundu. Zdá se to hodně, ale je to jen nepatrný zlomek, tři části z tisíce miliard hmotnosti pulsaru za sekundu."
Tyto výsledky se připojují k dlouhé řadě vysoce přesných měření relativistických efektů, které zatím všechny souhlasí s Einsteinovými předpověďmi. Časoprostor kolem supermasivní černé díry M87, způsob, jakým hvězdy obíhají kolem vlastní centrální supermasivní černé díry Mléčné dráhy, načasování atomových hodin, trojhvězdný systém a 14letá pozorování kolísavého pulsaru, to vše je konzistentní s obecnou relativitou.
Je tu ale jedno ALE. "Obecná teorie relativity není kompatibilní s ostatními základními silami popsanými kvantovou mechanikou. Je proto důležité pokračovat v co nejpřísnějších testech obecné relativity, abychom zjistili, jak a kdy se teorie rozpadne," vysvětluje astrofyzik Robert Ferdman z University of East Anglia. "Nalezení jakékoli odchylky od obecné teorie relativity by představovalo velký objev, který by otevřel okno do nové fyziky mimo naše současné teoretické chápání vesmíru. A může nám to pomoci k tomu, abychom nakonec objevili sjednocenou teorii základních přírodních sil."
Zdroj: APS Physics.
