Vzácná soustava tří mrtvých hvězd může vyvrátit Einsteinovu teorii

Pulsar se dvěma bílými trpaslíky prověří jeden z konceptů obecné teorie relativity.

Vzácná soustava tří mrtvých hvězd nyní může potvrdit nebo vyvrátit Einsteinovu obecnou teorii relativity.

Vědci našli soustavu pulsaru a dvou bílých trpaslíků, která může prověřit Einsteinovy ​​předpovědi o chování těles pod vlivem gravitace a ukázat, zda měl pravdu, nebo bude třeba jeho předpoklady o časoprostoru revidovat.

Einsteinovu teorii v minulosti opakovaně potvrdily experimenty a pozorování. Problém je v tom, že obecná teorie relativity zároveň nesedí s jiným základním pilířem moderní fyziky – kvantovou teorií. Kvantovou teorii přitom také opakovaně potvrdily experimenty.

ideální laboratoř

Jednou z myšlenek obecné relativity je totiž princip ekvivalence. Ten v zásadě říká, že předměty padají v gravitačním poli, jaké je například na planetách , stejnou rychlostí bez ohledu na jejich složení či hmotnost.

Prokázal to i astronaut David Scott na Měsíci, když pustil kladivo a pírko a dopadly najednou na povrch.

Einstein tuto myšlenku rozvinul dál a řekl, že to samé platí i pro tělesa, které drží pohromadě jejich vlastní gravitace, jako například hvězdy. Soustava tří mrtvých hvězd PSR J0337 + 1715, která sestává z pulsaru a jednoho bližšího a druhého vzdálenějšího bílého trpaslíka, by tak mohla představovat dobrý test pro princip ekvivalence a obecnou relativitu.

Těžký pulsar spolu s bližším bílým trpaslíkem obíhají kolem společného středu celé soustavy. Pulsar je však mnohem těžší než druhá blízká hvězda.

Jako kladivo a pírko

Všeobecná relativita říká, že obě hvězdy by se k vzdálenější hvězdě měly chovat stejně, jako se pírko a kladivo chovaly k měsíci. Měla by na ně působit stejná gravitační síla.

Pokud by tomu tak nebylo, oběžná dráha pulsaru a bližšího bílého trpaslíka by byla více eliptická než se čekalo. V tom případě by se porušil princip ekvivalence a obecná relativita by byla nesprávná.

Unikátní vlastnosti tří hvězd by tak mohly být nejlepším dosud praktickým testem teorie relativity, protože poskytují vše, co je třeba na její ověření.

“Šance na takovou soustavu je mnohem menší než jedna k milionu – spíše jedna k miliardě,” říká Scott Ransom z National Radio Astronomy Observatory v americké Virginii, který vede výzkum soustavy.

údaje se zpracovávají

Ransome tým zjistil, že samotný pulsar rotuje mimořádně rychle, za sekundu se otočí přes 366-krát. Hvězda každým otočením vyšle do okolí záření jako maják. To znamená, že každé otočení dokážeme zaznamenat a využít jako velmi přesné kosmické hodinky, které každým otočením tikají.

Změny v “tikání” by ukázaly, že pulsar mění směr svého pohybu a že jeho pohyb tam a zpět ovlivňuje jiné těleso.

Tým tak má k dispozici tělesa s intenzivními gravitačními poli a zároveň i vesmírné stopky. Vědci nyní měří tikání pulsaru, zkoumají změny oběžných drahách tří těles a porovnávají výsledky s tím, co Einsteinova obecná teorie relativity předpovídá.

Doufají, že výsledky oznámí na konferenci v září. Chtějí se však ujistit, že všemu rozumí správně. Zdá se totiž, že určité vzory v údajích princip ekvivalence porušují.

“Bylo by to samozřejmě něco ohromné, takže jsme se chtěli ujistit, že údajům rozumíme,” říká Ransom. “Každá jiná teorie gravitace kromě obecné relativity v podstatě říká, že princip ekvivalence na určité úrovni selže,” dodává.

Autor Matúš Beňo pro tech.sme.sk

Zdroj

Leave a Reply