8.2K
В новой проверке Общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна международная группа астрономов продемонстрировала, что теория выдерживает даже массивную систему из трех звезд. Исследование опубликовано в журнале Nature.
ОТО утверждает, что все объекты падают с одинаковой скоростью, несмотря на их массу или состав, например, пушечное ядро и яблоко, брошенные с Пизанской башни, достигнут земли одновременно. Хотя теория неоднократно проверена для многих примеров взаимодействия тел разной массы, ученые полагают, что существуют ситуации, когда теория гравитации может стать вариативной, например, для крайне массивных объектов. Новое исследование подтверждает, что даже в экстремальной гравитационной системе теория относительности по-прежнему применима.
«Исследование показывает, как рутинное и тщательное наблюдение за далекими звездами может дать высокоточный тест одной из фундаментальных теорий физики», – рассказывает соавтор исследования Ингрид Лардс, профессор кафедры физики и астрономии Университета Британской Колумбии (Канада).
Трехзвездная система PSR J0337 + 1715 находится на расстоянии 4200 световых лет от Земли и состоит из двух белых карликов и нейтронной звезды (миллисекундного пульсара). Белые карлики – очень плотные звезды. В то время как их размер сопоставим с Землей, их масса подобна массе нашего Солнца. Нейтронные звезды еще меньше и плотнее белых карликов. Они возникают из коллапсировавших ядер звезд, оставшихся после взрывов сверхновых, и являются самыми плотными звездами во Вселенной.
Впервые трехзвездная система PSR J0337+1715 была обнаружена в 2007 году. Впоследствии ученые опубликовали исследование, в котором указывалось, что она может быть использована для проверки теории Эйнштейна, и международная команда астрономов приступила к шестилетнему мониторингу нейтронной звезды с использованием трех радиотелескопов в Нидерландах, США и Пуэрто-Рико.
Нейтронная звезда в системе находится на 1,6-дневной орбите с одним белым карликом, а второй белый карлик вращается вокруг этой пары с периодом 327 земных дней. Отслеживая внутреннюю пару звезд, ученые измерили, по-разному ли влияют пульсар и внутренний белый карлик на внешнего белого карлика. В итоге благодаря тщательным наблюдениям и расчетам, команда смогла проверить ОТО, используя только импульсы нейтронной звезды. Они обнаружили, что любая разница в ускорении между нейтронной звездой и внутренним белым карликом слишком мала для обнаружения.
«Если есть разница, то она не более трех частей в миллионе. Теперь любому, у кого есть альтернативная теория гравитации, придется вписать ее в еще более узкий круг ограничений, чтобы соответствовать тому, что мы увидели», – говорит соавтор исследования Нина Гусинская, студентка Амстердамского университета (Нидерланды).
Общая теория относительности Эйнштейна вновь устояла, но ученые продолжат искать отклонения от ОТО, потому что это может помочь в понимании, как описыть гравитацию и квантовую механику одним и тем же математическим языком.