Einsteinova teorija splošne relativnosti je bila še enkrat potrjena, tokrat v nihanju pulzarja, ki je 25.000 svetlobnih let od Zemlje. V razmiku 14 let so astronomi opazovali vrtečo se nevtronsko zvezdo PSR J1906 + 0746.
Njihov cilj? Če želite preučiti nihanje ali precesijo dveh pulsarjev, ko krožita drug ob drugem, je redek pojav, ki ga napoveduje splošna relativnost.
Astronomi, ki jih vodi Gregory Desvignes z Inštituta za radio astronomijo Max Planck v Bonnu v Nemčiji, so svoje rezultate objavili v številki 6. septembra revije Science. Njihove ugotovitve bi lahko pomagale oceniti število teh tako imenovanih binarnih puls v naši galaksiji in hitrost združevanja nevtronskih zvezd, ki lahko ustvarijo gravitacijske valove (ki jih napoveduje tudi relativnost), ki jih lahko opazimo na Zemlji.
Pulsarji hitro vrtijo nevtronske zvezde, ki s svojih magnetnih polov oddajajo curke nabitih delcev. Intenzivna magnetna polja delce pospešujejo skoraj do svetlobne hitrosti in ustvarjajo žarke radijskih valov, ki svetijo v vesolje, kot so kozmični svetilniki. S takšno natančnostjo se pulsarji vrtijo do tisočkrat na sekundo in ustvarjajo predvidljiv impulz, ko se žarki pometajo po Zemlji. Kompaktna jedra mrtvih zvezd več kot naše sonce vlečejo v vesolje mesta in so najbolj kompaktni predmeti v vesolju - idealni testi za teorijo splošne relativnosti.
"Pulsarji lahko zagotovijo gravitacijske teste, ki jih ni mogoče narediti na noben drug način," je v izjavi zapisala soavtorica študije Ingrid Stairs z univerze British Columbia v Vancouvru. "To je še en lep primer takega testa."
Splošna relativnost, ki jo je Albert Einstein prvič formuliral leta 1915, opisuje, kako materija in energija prepletata tkanino vesolja in časa za ustvarjanje sile gravitacije. Masivni gosti predmeti, kot so pulsarji, lahko drastično upognejo prostor-čas. Če se dva pulzarja obrneta drug ob drugem, splošna relativnost napoveduje, da lahko med vrtenjem ustvarijo rahlo nihanje, kot počasi vrteči se vrh. To posledico gravitacije imenujemo relativistična spin-recesija.
Ko so astronomi leta 2004 odkrili PSR J1906 + 0746, je bil videti skoraj vsak drugi pulsar, z dvema točno določenima polariziranima snopoma, ki sta vidna pri vsaki rotaciji. Ko pa smo nevtronsko zvezdo leta kasneje drugič opazili, se je pojavil le en žarek. Če je presegel opažanja od leta 2004 do 2018, je Desevignesova ekipa ugotovila, da je izginotje žarka posledica precesija pulsarja.
Z uporabo 14-letnih podatkov so razvili model, ki sega 50 let in natančno napovedujejo izginotje in ponovno pojavljanje obeh žarkov iz prececije. Ko so primerjali model z opazovanjem, se je stopnja precesije ujemala z le 5-odstotno negotovostjo. Podatki so se popolnoma ujemali z Einsteinovo teorijo.
"Eksperiment nam je vzel veliko časa," je v izjavi povedal Michael Kramer, direktor Fundacije za temeljno fiziko inštituta Max Planck v raziskovalni službi Radio Astronomy. "Potrpežljivost in prizadevnost se je res izplačala."
