Трио од мртви ѕвезди даваат прилика за нов тест на начело на Ајнштајновата теорија за гравитација. Триото вклучува пулсар (илустриран, со емисија на електромагнетно зрачење во сино) во орбитата со белото џуџе во близина. Второто бело џуџе орбитира подалеку (црвено, горно десно).
Набљудувањата на три мртви ѕвезди потврдуваат дека темелот на гравитационата теорија на Ајнштајн е цврст дури и кога се во прашање ултрагусти објекти со силни гравитациски полиња.
Сложениот орбитален танц на трите ѕвезди е во согласност со правилото познато како принцип на силна еквивалентност, објавиле истражувачите на состанокот на Американското Астрономско Друштво. Овој договор ги ограничува теориите кои предвидуваат дека теоријата на Ајнштајн, општата релативност, треба да пропадне на некое ниво.
Според општата релативност, составот на објектот нема влијание врз тоа како гравитацијата се повлекува: гравитацијата на Земјата ја забрзува сферата од железо со иста стапка како и сферата од олово. Тоа е она што е познато како принципот на слаба еквивалентност. Поевеќето експерименти го потврдија тој принцип – почнувајќи од наводниот тест на Галилео за пуштање топки од кривата кула во Пиза.
Но принципот на силна еквивалентност е построг и потежок за тестирање отколку слабата верзија. Според принципот на силна еквивалентност, не само што различните материјали паѓаат со иста стапка, туку и енергијата поврзана во гравитационите полиња. Тоа значи дека неверојатно густ и масивен објект со соодветно силно гравитационо поле треба да падне со истото забрзување како и другите објекти.
„Ние Прашуваме: Како паѓа гравитацијата?“, вели астрономот Ен Арчибалд од Универзитетот во Амстердам, кој го презентирал прелиминарниот резултат на состанокот. „Тоа звучи чудно, но Ајнштајн вели дека енергијата и масата се исти“. Тоа значи дека енергијата поврзана во гравитационото поле може да падне исто толку масовно. Ако принципот на силна еквивалентност бил повреден, објект со интензивно гравитационо поле би паднал со поинакво забрзување од оној со послабо поле.
За да ја тестираат оваа теорија, научниците го мереле временскиот интервал на сигнали од пулсарот – ѕвезда која се врти и испушта сигнали од електромагнетното зрачење што редовно ја минуваат Земјата. Пулсарот за кој станува збор, PSR J0337 + 1715, не е само некој пулсар: Има две придружници. Пулсарот орбитира со вид на изгорена ѕвезда наречена бело џуџе. Тој пар е придружуван од друго бело џуџе подалеку.
Ако постои принципот на силна еквивалентност, пулсарот и белото џуџе поблиску до него треба да паднат со иста стапка во гравитационото поле на второто бело џуџе. Но ако пулсарот со своето интензивно гравитационо поле падне побрзо кон најоддалеченото бело џуџе, ќе следи патека во форма на елипса во ротација.
Научниците можат да го користат времето на сигналите на пулсарот за да ја одредат орбитата. Како што пулсарот се оддалечува од Земјата, на пример, неговите пулсирања паѓаат малку позади редовниот ритам. Значи, ако орбитата на J0337 + 1715 се ротира, сигналите добиени на Земјата би биле подложени на редовни промени во нивниот тајминг како резултат. Арчибалд и неговите колеги не забележале таква варијација. Тоа значи дека пулсарот и белото џуџе мора да имаат соодветни забрзувања, до 0,16 илјадити проценти.
Многу физичари очекуваат да се наруши принципот на силна еквивалентност на некое ниво. Општата релативност не е добро поврзана со квантната механика, теоријата која владее со многу мали размери. Прилагодувањата на општата релативност кои се обидуваат да ги комбинираат овие теории имаат тенденција да резултираат со кршење на принципот на силна еквивалентност, вели физичарот Клифорд Вил од Универзитетот во Флорида во Геинсвил, кој не бил вклучен во истражувањето.
Принципот на силна еквивалентност можеби сеуште е грешен на ниво што е премногу мало за овој тест да го види. Значи вратата останува отворена за прилагодување на општата релативност. Но, новото мерење ги ограничува многу такви теории подобро од било кој претходен тест. Резултатот е „навистина огромен“, вели Вил. Тоа е „големо подобрување во оваа класа на теории… и затоа овој троен систем е толку убав“.
Превод: Бојан Николовски
Извор: ScienceNews
