Einšteina vispārējās relativitātes teorija ir vēlreiz apstiprināta, šoreiz viļņojoties pulsaram 25 000 gaismas gadu attālumā no Zemes. 14 gadu laikā astronomi novēroja vērpjošo neitronu zvaigzni PSR J1906 + 0746.
Viņu mērķis? Lai izpētītu divu impulsu viļņus vai precesiju, kad tie riņķo viens otram apkārt - reta parādība, ko prognozē vispārējā relativitāte.
Astronomiem, kurus vadīja Gregorijs Desvigness no Maksas Plankas Radioastronomijas institūta Bonā, Vācijā, rezultāti tika publicēti žurnāla Science 6. septembra numurā. Viņu atklājumi varētu palīdzēt novērtēt šo tā saukto bināro pulsatora daudzumu mūsu galaktikā un neitronu zvaigžņu apvienošanās ātrumu, kas varētu radīt gravitācijas viļņus (kurus arī prognozē relativitāte), kurus var novērot uz Zemes.
Pulsāri strauji griežas neitronu zvaigznēs, kas izstaro lādētu daļiņu strūklu no to magnētiskajiem poliem. Intensīvi magnētiskie lauki paātrina daļiņas gandrīz līdz gaismas ātrumam, radot radioviļņu starus, kas kosmosā spīd kā kosmiskās bākas. Ar pulksteņrādītāja precizitāti pulsatori griežas līdz tūkstošiem reižu sekundē, radot paredzamu impulsu, kad stari slaucīt pāri Zemei. Mirušo zvaigžņu kompaktais kodols pilsētas telpā iekrāso vairāk masas nekā mūsu saule, un tie ir viskompaktākie objekti Visumā - ideāli testa priekšmeti vispārējās relativitātes teorijai.
"Pulsāri var sniegt smaguma testus, kurus nevar izdarīt citādi," teikts pētījuma līdzautores Ingrīdas Strepas no Britu Kolumbijas universitātes Vankūverā paziņojumā. "Šis ir vēl viens skaists šādas pārbaudes piemērs."
Vispārējā relativitāte, kuru Alberts Einšteins pirmo reizi formulēja 1915. gadā, apraksta, kā matērija un enerģija velk telpas-laika audumu, lai radītu gravitācijas spēku. Masīvi blīvi objekti, piemēram, pulsāri, var dramatiski saliekt telpas laiku. Ja divi pulsori atrodās riņķojot viens otram apkārt, vispārējā relativitāte prognozē, ka tie rotācijas laikā var radīt nelielu klaiņošanu, piemēram, ar lēnām vērpjošu virsotni. Šīs gravitācijas sekas sauc par relativistisko spinu precesiju.
Kad astronomi 2004. gadā atklāja PSR J1906 + 0746, tas izskatījās kā gandrīz katrs otrais pulsars ar divām noteiktām, polarizētām stariem, kas redzami katrā pagriezienā. Bet, kad neitronu zvaigzne tika novērota otro reizi vēlāk, parādījās tikai viens stars. Pārskatot novērojumus no 2004. līdz 2018. gadam, Desevignes komanda noteica, ka stara izzušanu izraisīja pulsara precese.
Izmantojot 14 gadu datus, viņi izstrādāja modeli 50 gadu garumā un precīzi paredzēja abu staru izzušanu un atkārtotu parādīšanos no precesijas. Kad viņi salīdzināja modeli ar novērojumiem, precesijas līmenis sakrita ar tikai 5% nenoteiktību. Dati pilnīgi saskanēja ar Einšteina teoriju.
"Eksperimenta pabeigšana prasīja daudz laika," teikts Maikla Planka institūta Radioastronomijas pētījumu departamenta Fundamentālās fizikas direktora Maikla Kramera paziņojumā. "Būšana pacietīga un rūpīga patiešām ir atmaksājusies."
