Einsteinova teorie obecné relativity byla znovu potvrzena, tentokrát ve vlnění pulsaru 25 000 světelných let od Země. Během 14 let pozorovali astronomové rotující neutronovou hvězdu PSR J1906 + 0746.
Jejich cíl? Studovat wobble, nebo precesi, dvou pulsars, zatímco oni obíhají každého jiný, vzácný jev předpovídaný obecnou relativitou.
Astronomové, vedeni Gregorym Desvignesem z Institutu Maxe Plancka pro Radio Astronomy v německém Bonnu, zveřejnili své výsledky v čísle 6. září časopisu Science. Jejich objevy by mohly pomoci odhadnout počet těchto takzvaných binárních pulsarů v naší galaxii a míru fúze neutronových hvězd, které by mohly vytvářet gravitační vlny (také předpovídané relativitou), které lze pozorovat na Zemi.
Pulsary rychle točí neutronové hvězdy, které paprskem proudí nabitých částic z jejich magnetických pólů. Intenzivní magnetická pole urychlí částice téměř na rychlost světla a vytvoří paprsky rádiových vln, které září do vesmíru jako kosmické majáky. S přesností podobnou hodinám se pulsary otáčejí až tisíckrát za sekundu a vytvářejí předvídatelný puls, když paprsky zamíří přes Zemi. Kompaktní jádra mrtvých hvězd vtlačí do vesmíru více hmoty než naše slunce a jsou nejkompaktnějšími objekty ve vesmíru - ideální testovací předměty pro teorii obecné relativity.
„Pulsary mohou poskytnout testy gravitace, které nelze provést žádným jiným způsobem,“ uvedla ve svém sdělení spoluautorka studie Ingrid Stairs z University of British Columbia ve Vancouveru. "To je ještě jeden krásný příklad takového testu."
Obecná relativita, kterou Albert Einstein poprvé formuloval v roce 1915, popisuje, jak hmota a energie deformují strukturu časoprostoru a vytvářejí gravitační sílu. Masivní husté předměty, jako jsou pulsary, mohou dramaticky ohýbat časoprostor. Pokud se dva pulsary ocitnou obíhající kolem sebe, obecná relativnost předpovídá, že při rotaci mohou vytvořit mírný výkyv, jako pomalu se otáčející vrchol. Tento důsledek gravitace se nazývá relativistická rotační precese.
Když astronomové objevili PSR J1906 + 0746 v roce 2004, vypadalo to téměř jako každý druhý pulsar, se dvěma rotacemi viditelnými dvěma polarizovanými paprsky. Když však byla neutronová hvězda pozorována podruhé o několik let později, objevil se pouze jeden paprsek. Desevignesův tým prošel pozorováním z let 2004 až 2018 a zjistil, že zmizení paprsku bylo způsobeno precesí pulsaru.
Na základě údajů ze 14 let vyvinuli model zahrnující 50 let a přesně předpovídali zmizení a opětovné objevení obou paprsků z precese. Když porovnali model s pozorováním, míra precese se shodovala s pouze 5% nejistotou. Data byla v dokonalé shodě s Einsteinovou teorií.
"Experiment nám zabral dlouhou dobu," uvedl Michael Kramer, ředitel Ústavu základní fyziky Institutu Maxe Plancka v oddělení výzkumu Astronomie. "Být trpělivý a pilný se opravdu vyplatil."
