Эйнштейн снова выиграл! Его теория о гравитации подтвердилась

Эта теория постоянно подтверждается здесь, на Земле, но справедлива ли она для всей Вселенной?

Предыстория

Согласно теории Эйнштейна о гравитации (являющейся частью общей теории относительности), все объекты падают с одинаковой скоростью независимо от их массы и состава. Теперь ученые доказали, что это справедливо не только для объектов со слабой гравитацией, но и для таких больших объектов, как нейтронные звезды.

Заберите весь воздух — и молоток, и перо упадут с одинаковой скоростью. Эта концепция была исследована Галилеем в конце 16 века и проиллюстрирована на Луне астронавтом миссии «Аполлон 15» Дэвидом Скоттом.

Однако теории, альтернативные эйнштейновской, утверждают, что компактные объекты с чрезвычайно сильной гравитацией, такие как нейтронные звезды, падают немного иначе, чем объекты с меньшей массой. Согласно таким теориям, эти различия связаны с гравитационной энергией, которая удерживает их вместе в звездной системе.

Как теория Эйнштейна подтвердилась снова

Для изучения тройной звездной системы PSR J0337+1715, расположенной примерно в 4200 световых годах от Земли, астрономы использовали радиотелескоп Westerbork Synthesis в Нидерландах, Green Bank в Западной Вирджинии, а также инструменты обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико. Эта звездная система содержит нейтронную звезду, вращающуюся на 1,6-дневной орбите с белой карликовой звездой, и еще пару — вращающуюся на 327-дневной орбите с другим белым карликом.

«Мы можем учитывать каждый импульс нейтронной звезды с момента начала наших наблюдений», — рассказала Анна Арчибальд из Амстердамского университета, нидерландского Института радиоастрономии и главный автор статьи. — «Мы можем сказать его местоположение в пределах нескольких сотен метров. Это действительно точный след того, где была нейтронная звезда и куда она движется».

Если бы теории, альтернативные картине гравитации Эйнштейна, были правильными, то нейтронная звезда и внутренний белый карлик падали бы по-разному по отношению к внешнему белому карлику. «Внутренний белый карлик не такой массивный или компактный, как нейтронная звезда, и, следовательно, имеет меньшую гравитационную энергию связи», — пояснил Скотт Рэнсом, астроном с Национальной радиоастрономической обсерватории в Шарлоттсвилле (США, штат Вирджиния), соавтор статьи.

Благодаря тщательным наблюдениям и расчетам команда смогла проверить гравитацию системы, используя импульсы только нейтронной звезды. Они обнаружили, что разница в ускорении между нейтронной звездой и внутренним белым карликом слишком мала для обнаружения.

«Если и есть разница, то не более трех частей на миллион», — говорит соавтор статьи Нина Гусинская. Такой результат в десять раз точнее всех прошлых экспериментов, касающихся гравитации. Это накладывает серьезные ограничения на любые альтернативные теории общей теории относительности.

Источник: Phys.org