Naukowcy porównali spadające prędkości puchu i gwiazdy neutronowej, najgęstszego obiektu we Wszechświecie, i nie znaleźli między nimi różnicy, co po raz kolejny potwierdziło teorię względności Einsteina. Ich odkrycia zostały opublikowane w czasopiśmie Nature.
„Jeśli jest między nimi różnica, to nie więcej niż trzy części na milion. Teraz zwolennicy alternatywnych teorii grawitacji będą musieli wejść w jeszcze węższy korytarz wartości, aby ich obliczenia pokrywały się z tym, co obserwujemy”- mówi Nina Gusinskaya z Uniwersytetu w Amsterdamie (Holandia).
Gusinskaya i jej koledzy przeprowadzili najbardziej rygorystyczny i odległy test tzw. Zasady równoważności - jednego z fundamentów ogólnej teorii względności Einsteina.
Zasada ta, w swojej najbardziej ogólnej i uproszczonej formie, stwierdza, że cząstki światła o różnych długościach fal muszą dotrzeć do Ziemi w tym samym czasie, nawet jeśli przeszły przez potężne pola grawitacyjne w drodze od odległej gwiazdy lub innego obiektu. Podobnie powinny zachowywać się inne rzeczy, zaczynając od kulek i kłaczków ze słynnych eksperymentów Galileusza, a kończąc na bryłach energii.
Zasada równoważności była już wielokrotnie testowana przy użyciu sond Gravity Probe A, rosyjskiego Radioastronu i pary europejskich pojazdów Galileo. Z drugiej strony naukowcy nie są jeszcze do końca pewni, czy obserwuje się go w najbardziej skrajnych zakątkach kosmosu - w „rodzinach” gwiazd neutronowych, czy w pobliżu czarnych dziur.
Pierwsze takie testy przeprowadzono, jak relacjonował zespół Gusinskaya jeszcze w styczniu tego roku, w ramach obserwacji unikalnego układu gwiazdowego J0337 + 1715 w konstelacji Byka. Składa się z trzech "martwych gwiazd" - jednego pulsara i dwóch białych karłów, oddalonych od nas o 4200 lat świetlnych.
Jeden z białych karłów i pulsar krążą wokół siebie w tak niewielkiej odległości, że generują niewidoczne dla nas, ale wystarczająco silne fale grawitacyjne. Sytuację dodatkowo komplikuje drugi biały karzeł poruszający się z dużej odległości wokół pierwszych dwóch gwiazd.
Podobny układ tego układu gwiezdnego pozwolił naukowcom sprawdzić, czy Einstein miał rację, używając pulsara jako ciężkiego „ciężaru”, a jednego z białych karłów jako rodzaju „puchu”. Drugi krasnolud służył jako źródło przyciągania, które jednocześnie przyciągało zarówno „ciężar”, jak i „puch”.
Film promocyjny:
Jeśli zasada równoważności nie zostanie zachowana, a obiekty o silniejszym polu grawitacyjnym „spadną” szybciej niż ich sąsiedzi, wówczas orbita pulsara wygnie się w określony sposób, rozciągając się w kierunku bardziej odległego białego karła i poruszając się z nim po okręgu. W rezultacie zmieni się, kiedy i od jakiego momentu nadejdzie jego sygnał radiowy.
Stosunkowo niewielka odległość między Ziemią a J0337 + 1715 pomogła naukowcom bardzo dokładnie zmierzyć, jak daleko te impulsy były opóźnione i gdzie znajdował się pulsar w tym czasie. Jak żartują naukowcy, po sześciu latach obserwacji nauczyli się na pamięć wszystkich punktów, w których doszło do takich wybuchów.
Jak wykazała analiza danych, „migracje” drugiego białego karła nie wpłynęły w żaden sposób na częstotliwość impulsów pulsara i jego orbitę, a co za tym idzie na prędkość opadania „puchu” i „ciężaru”. To po raz kolejny mówi o poprawności Einsteina i braku wartościowych alternatyw dla ogólnej teorii względności, podsumowują naukowcy.