Η θεωρία γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν έχει επιβεβαιωθεί για άλλη μια φορά, αυτή τη φορά στην ταλάντευση ενός παλμικού 25.000 έτη φωτός από τη Γη. Κατά τη διάρκεια των 14 ετών, οι αστρονόμοι παρατήρησαν τον άξονα περιδίνησης του νετρονίου PSR J1906 + 0746.
Ο στόχος τους; Για να μελετήσουν την ταλάντευση ή την πρεξίευση δύο πάλσαρ καθώς περιστρέφονται μεταξύ τους, ένα σπάνιο φαινόμενο που προβλέπεται από τη γενική σχετικότητα.
Οι αστρονόμοι, με επικεφαλής τον Gregory Desvignes από το Ινστιτούτο Ραδιοαστρονομίας Max Planck στη Βόννη της Γερμανίας, δημοσίευσαν τα αποτελέσματά τους στο τεύχος του περιοδικού Science, 6 Σεπτεμβρίου. Τα ευρήματά τους θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην εκτίμηση του αριθμού αυτών των λεγόμενων δυαδικών παλμών στον γαλαξία μας και του ρυθμού των συγκεντρώσεων των νετρονίων που θα μπορούσαν να παράγουν βαρυτικά κύματα (που επίσης προβλέπονται από τη σχετικότητα) που μπορούν να παρατηρηθούν στη Γη.
Οι παλμογράφοι περιστρέφονται γρήγορα με αστέρες νετρονίων που εκπέμπουν πίδακες φορτισμένων σωματιδίων από τους μαγνητικούς πόλους τους. Τα έντονα μαγνητικά πεδία επιταχύνουν τα σωματίδια σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός, δημιουργώντας δέσμες ραδιοκυμάτων που λάμπουν στο διάστημα όπως οι κοσμικοί φάροι. Με ακρίβεια ρολογιού, οι παλμογράφοι περιστρέφονται μέχρι χιλιάδες φορές ανά δευτερόλεπτο, δημιουργώντας έναν προβλέψιμο παλμό όταν οι δέσμες σαρώνουν τη Γη. Οι συμπαγείς πυρήνες των νεκρών αστεριών συσσωρεύονται περισσότερο από τον ήλιο μας μέσα στον χώρο μιας πόλης και είναι τα πιο συμπαγή αντικείμενα του σύμπαντος - ιδανικά τεστ για τη θεωρία της γενικής σχετικότητας.
"Οι Pulsars μπορούν να προσφέρουν δοκιμές βαρύτητας που δεν μπορούν να γίνουν με κανένα άλλο τρόπο", ανέφερε η συν-συγγραφέας Ingrid Stairs, από το Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολομβίας στο Βανκούβερ. "Αυτό είναι ένα πιο όμορφο παράδειγμα μιας τέτοιας δοκιμής."
Η γενική σχετικότητα, την οποία διαμόρφωσε για πρώτη φορά ο Albert Einstein το 1915, περιγράφει πώς η ύλη και η ενέργεια στηρίζουν το ύφασμα του χωροχρόνου για να δημιουργήσουν τη δύναμη της βαρύτητας. Τα τεράστια πυκνά αντικείμενα, όπως οι παλμογράφοι, μπορούν να λυγίσουν δραματικά το διάστημα. Εάν δύο παλμογράφοι βρίσκονται σε τροχιά γύρω από το άλλο, η γενική σχετικότητα προβλέπει ότι μπορούν να δημιουργήσουν μια μικρή ταλάντωση καθώς περιστρέφονται, σαν μια αργή περιστρεφόμενη κορυφή. Αυτή η συνέπεια της βαρύτητας ονομάζεται σχετικιστική περιστροφή.
Όταν οι αστρονόμοι ανακάλυψαν το PSR J1906 + 0746 το 2004, έμοιαζε σχεδόν με κάθε άλλο πάλσαρ, με δύο συγκεκριμένες, πολωμένες δοκίδες ορατές κάθε φορά. Αλλά, όταν παρατηρήθηκε το αστέρι νετρονίων για δεύτερη φορά χρόνια αργότερα, εμφανίστηκε μόνο μία ακτίνα. Διασχίζοντας τις παρατηρήσεις από το 2004 έως το 2018, η ομάδα των Desevignes προσδιόρισε ότι η εξαφάνιση της δέσμης προκλήθηκε από την πρεσβεία του πάλσαρ.
Χρησιμοποιώντας τα 14 χρόνια δεδομένων, ανέπτυξαν ένα μοντέλο που εκτείνεται σε 50 χρόνια και προέβλεπαν με ακρίβεια την εξαφάνιση και την επανεμφάνιση των δύο δοκών από τη μετάπτωση. Όταν συγκρίνουν το μοντέλο με την παρατήρηση, ο ρυθμός μετάπτωσης ταιριάζει, με μόνο 5% αβεβαιότητα. Τα δεδομένα ήταν σε πλήρη συμφωνία με τη θεωρία του Αϊνστάιν.
"Το πείραμα μας πήρε πολύ χρόνο για να ολοκληρώσουμε", δήλωσε σε δήλωσή του ο Michael Kramer, διευθυντής του Τμήματος Φυσικής Φυσικής του Max Planck στο ραδιοαστρονομικό τμήμα. "Η ύπαρξη ασθενών και επιμελούς έχει πραγματικά αποπληρώσει."
