Teoria gravitației a lui Einstein se verifică și în condiții extreme

0

Dă drumu la o bilă de sticlă și o ghiulea din Turnul înclinat din Pisa în același timp și ele vor lovi pământul în același timp. Acest lucru este explicat de teoria gravitației a lui Einstein – relativitatea generalizată – care prezice faptul că toate obiectle cad în același fel, indiferent de masă sau compoziție.

Chiar și Pământul și Luna ”cad” în același fel către Soare pe măsură ce orbitează unul în jurul celuilalt corp.

Pulsarul și pitica albă interioară cad în atracția gravitațională a piticei albe din exterioar (în roșu). În majoritatea teoriilor legate de gravtație, puternica atracție gravitațională a pulsarului înseamnă că acesta va cădeea cu o accelerație gravitațională diferită față de cea a piticei albe interioare. Însă teoria lui Einstein prezice faptul că cele două vor ”cădea” în același fel. (Grafică de Neil Blevins)

Teoria lui Einstein a trecut de toate testele din laborator și peste tot în sistemul nostru solar. Cercetătorii știu că mecanica cuantică se comportă diferit, deci teoria lui Einstein trebuie să nu se aplice undeva, Se aplică oare acest principiu și în cazul gravitației extreme?

Răspunsul este ”da”, potrivit unei echipe internaționale de astronomi, inclusiv de la the University of Wisconsin-Milwaukee. Ei au testat această întrebare cu ajutorul a trei stele ce sunt pe orbită una în jurul celeilalte într-un ”laborator” natural aflat la aproximativ 4.200 de ani lumină de Pământ.

Sistem triplu de stele

Subiectul testului oamenilor de știință este un sistem stelar numit  PSR J0337+1715, compus dintr-o stea neutronica pe o orbită de 1.6 zile față de o pitică albă. Perechea este într-o orbitî de 327 zile față de o altă pitică albă.

Aproximativ de dimensiunea unei planete, o pitică albă este o stea ce și-a extenuat combustibilul nuclear și a rămas doar miezul fierbinte. În timp ce piticele albe sunt mici și dense, nimic nu întrece densitatea unei stele neutronice, care nu este nimic altceva decât un tăciune rămas după explozia unei stele. Gravitația acesteia a strivit rămășițele masive într-o rămășiță de dimensiunea unui oraș.

Un sistem solar triplu la 4.200 de ani lumină de Pământ este laboratorul pentru David Kaplan, profesor asociat de fizică la UWM și colaboratorii săi, pentru încercarea teoriei gravitației a lui Einstein. (Forografie UWM/Pete Amland)

Staua neutronică devine un pulsar atunci când se rotește rapid și are un câmp magnetic puternic. Pulsarii emit unde radio, raze X și chiar lumină optică la fiecare rotație.

Cercetătorii au făcut măsurători doar urmărind steaua neutronică, un pulsar.

“Se rotește de 366 de ori pe secundă, aruncând mănunchiuri de unde radio”, declară Anne Archibald, autorul principal al lucrării de la ASTRON și  the University of Amsterdam. ”Fluxul constant la intervale regulate luminează Pământul ca un far cosmic. Am folosit aceste pulsuri radio pentru a urmări poziția stelei neutronice”.

Gravitația piticei albe

Atunci când pulsarul se mișcă, ceva cauzează mișcarea, spune David Kaplan, profesor asociat de fizică la the University of Wisconsin-Milwaukee și co-autor al lucrării. ”Dacă Einstein are dreptate, atunci trebuie să fie gravitația piticei albe în jurul căreia se rotește cea care mișcă pulsarul”.

Echipa de astronomi a urmărit o stea neutronică timp de șase ani folosind the Westerbork Synthesis Radio Telescope din Olanda, the Green Bank Telescope din West Virginia și the Arecibo Observatory din Puerto Rico.

Dacă steaua neutronică ar ”cădea” diferit de pitica albă, pulsurile ar ajunge la momente diferite față de cele la care ne-am aștepta. Însă, din punctul de vedere al cercetătorilor, acest lucru nu s-a întâmplat. Archibald și colegii săi au escoperit că orice diferență dintre accelerația stelei neutronice și cea a piticei albe este prea mică pentru a putea fi descoperită.

Sistemul oferă cercetătorilor oportunitatea să testeze natura gravitației cu o sensibilitate extrem de mare, spune Kaplan, care a fost printre cercetătorii care au publicat pentru prima dată elemente legate de sistemul descoperit în 2012.

“Testul făcut de noi acum este de 10 ori mai exact decât cele precedente”, spune Kaplan. ”Însă nu avem un răspun bătut în cuie. Reconcilierea dintre gravitație și mecanica cuantcă însă nu este realizată”.

Nu putem ignora relativitatea

O descriere mai exactă a gravitației este importantă și pentru alte motive, spune Kaplan.

“Dacă ai ignora relativitatea generalizată, atunci când ai încerca să folosești GPS-ul de pe telefon, ai ajunge departe de destinația propusă”, a declarat el. ”Dar în același timp încercăm să înțelegm cum funcționează Universul. Încă nu înțelegem cum se mișcă stelele”.

Îmbunătățirile aduse telescoapelor oferă tot mai multe șanse de a descoperi sistemul triplu perfect pentru test, spune Jason Hessels, profesor asociat la ASTRON și the University of Amsterdam.

Dacă the Square Kilometre Array este construit în Australia și Africa de Sud, după cum este planificat, acesta ar fi cel mai mare telescop radio din lume, capabil de a descoperi mult mai mulți pulsari de milisecunde din galaxia noastră.

“Printre aceste sisteme nedescoperite încă ar putea exista niște unelte și mai puternice pentru înțelegerea Universului”, spune Hessels.
“Poate unul dintre acestea ar putea oferi o perspectivă asupra unei teorii dincolo de cea a lui Einstein”.

Cercetarea a fost publicată în revista Nature în data de 5 iulie..

sursa: http://www.messagetoeagle.com/einsteins-theory-of-gravity-holds-even-in-extreme-conditions/Află cum să scapi de oboseală și să-ți crești nivelul de vitalitate

Share.

About Author

Razvan este arhitect, ca si formare, un spirit-ghid, ca si chemare.

Leave A Reply

Citește articolul precedent:
Oamenii de știință este posibil să fi descoperit a cincea forță a naturii

Ceea ce se introduce în acest articol este cea mai importantă parte a fizicii: există patru forțe fundamentale ale universului....

Închide