Observasjoner av en uvanlig stjernefamilie, som er hjemsted for en pulsar og to hvite dverger, hjalp forskere med å bevise at tyngdekraften bremser tidstrømmen og bøyer rommet nøyaktig som forutsagt av Einsteins relativitetsteori.
Vi stilte spørsmålet 'Hvordan faller tyngdekilden?' Det kan høres rart ut for den uopplyste offentligheten, men fra Einsteins synspunkt er både masse og energi en og samme ting. Hvis ekvivalensprinsippet brytes, vil akkumuleringene av energi omgitt av et kraftig gravitasjonsfelt akselerere i løpet av høsten på en helt annen måte enn en lignende haug med energi utenfor det, sier Anne Archibald fra University of Amsterdam (Nederland).
Archibald og hennes kolleger snakket på den årlige konferansen til American Astronomical Society i Washington forrige uke. De snakket om hvordan de klarte å bruke observasjoner av det unike stjernesystemet J0337 + 1715 i stjernebildet Tyren for den tøffeste og mest nøyaktige testen av det såkalte ekvivalensprinsippet - et av grunnlagene for Einsteins generelle relativitetsteori.
Dette prinsippet, i sin mest generelle og forenklede form, sier at lyspartikler med forskjellige bølgelengder som sendes ut av et fjernt objekt i rommet, må ankomme jorden på samme tid, selv om de har passert gjennom kraftige tyngdefelt. Andre gjenstander i den synlige verden bør oppføre seg på en lignende måte, starte med baller og fluff i Galileos eksperimenter og slutte med klumper med energi.
Ekvivalensprinsippet er allerede gjentatte ganger testet både på jorden og i bane ved hjelp av American Gravity Probe A-sonde, den russiske Radioastron og et par europeiske Galileo-satellitter. På den annen side er forskere ennå ikke helt sikre på om det blir observert i de mest ekstreme hjørner av rommet - i "familiene" til nøytronstjerner eller i nærheten av sorte hull.
Archibald og hennes kolleger gjennomførte den første slike test ved å observere en slags gravitasjons "matryoshka", et system med tre "døde stjerner" - en pulsar og to hvite dverger.
En av de hvite dvergene og pulsaren kretser rundt hverandre i så liten avstand at de genererer ennå usynlige for oss, men kraftige nok tyngdekraftsbølger. Situasjonen er ytterligere komplisert av den andre hvite dvergen som beveger seg rundt de to første stjernene og periodisk skjuver lyset deres.
Denne ordningen med dette stjernesystemet gjorde det mulig for forskere å sjekke om Einstein hadde rett. Faktum er at hvis ikke ekvivalensprinsippet ikke ble observert og objekter med et kraftigere tyngdefelt "falt" raskere enn naboene, ville pulsars bane bli krummet på en viss måte, strekke seg mot den fjernere hvite dvergen og bevege seg i en sirkel med den …
Salgsfremmende video:
Disse krumningene kunne på sin side bli lagt merke til hvor sterkt pulsarsignalene blir forsinket til forskjellige tidspunkter, når de visstnok er plassert på forskjellige punkter i dens langstrakte bane. Veiledet av denne ideen observerte forskere J0337 + 1715 ved hjelp av det amerikanske GBT-radioteleskopet og det optiske Gemini-teleskopet på Hawaii.
Som disse observasjonene viste, nådde signaler fra pulsaren jorden med tilnærmet like tidsintervaller, noe som bekreftet Einsteins teori med en fortsatt rekordhøy måleenhet, og overskred tidligere poster med 50-100 ganger.
Et lignende resultat, som astronomene bemerker, lar ikke fysikere igjen forstå hvordan motsetningene mellom relativitetsteorien og kvantefysikken kan elimineres, noe som er nødvendig for å forklare hva som skjer inne i sorte hull og forstå hvordan universet vil utvikle seg i fremtiden.
