Ogólna teoria względności (OTW) jest teorią grawitacji opublikowaną przez Alberta Einsteina w 1916 r. Wyjaśnia ona grawitację jako konsekwencję elastyczności czasoprzestrzeni – masywne obiekty ją zmieniają tworząc zakrzywienia, wokół których poruszają się inne ciała. Tak jest ze Słońcem i planetami Układu Słonecznego.
Przez ostatnie 100 lat naukowcy wielokrotnie poddawali ogólną teorię względności próbom, starając się znaleźć okoliczności, w których się nie sprawdzi. Jak dotąd takiej sytuacji nie zaobserwowano, co oznacza, że wizja Einsteina jest zgodna z rzeczywistością.
Fizycy z University of East Anglia przeanalizowali obserwacje układu podwójnego pulsara, które przeprowadzano przez siedem różnych radioteleskopów w latach 2003-2019. Ten trwający 16 lat eksperyment wydaje się być ostatecznym testem ogólnej teorii względności. Wyniki zostały opisane w Physical Review X.
Ogólna teoria względności nie jest zgodna z innymi fundamentalnymi siłami opisanymi przez mechanikę kwantową. Dlatego ważne jest, aby nadal przeprowadzać jak najbardziej rygorystyczne testy ogólnej teorii względności, aby odkryć, jak i kiedy teoria się załamuje. Znalezienie jakiegokolwiek odchylenia od ogólnej teorii względności stanowiłoby ważne odkrycie, które otworzyłoby okno na nową fizykę wykraczającą poza nasze obecne teoretyczne zrozumienie Wszechświata. I może nam to pomóc w ostatecznym odkryciu zunifikowanej teorii podstawowych sił natury.Dr Robert Ferdman z University of East Anglia
Najtrudniejszy test w historii
Pulsary to rodzaj gwiazd neutronowych, które emitują potężne wiązki promieniowania i cząstek ze swoich biegunów magnetycznych. Są one ciągłe, ale wydają się pulsować, bo pulsary obracają się bardzo szybko. Światło przez nie emitowane można dostrzec tylko wtedy, gdy jeden z biegunów jest skierowany w stronę Ziemi. Stąd efekt pulsowania.
Czytaj też: Astronomowie uwiecznili pierścień Einsteina. Pomógł Kosmiczny Teleskop Hubble’a
Para badanych pulsarów znajduje się ok. 2400 lat świetlnych od Ziemi. Jedna z gwiazd obraca się z częstotliwością 44 razy na sekundę, a drugi wykonuje jeden obrót co 2,8 sekundy. Obiekty okrążają wspólny środek masy raz na 147 minut, każdy z nich porusza się w przestrzeni z prędkością miliona km/h.
Tak szybki ruch orbitalny zwartych obiektów jak te – są one o około 30% masywniejsze od Słońca, ale mają tylko około 24 km średnicy – pozwala nam przetestować wiele różnych przewidywań ogólnej teorii względności – w sumie siedem!Dick Manchester z Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), współautor badania
Wszystkie siedem sprawdzonych przewidywań potwierdziło się. To oznacza, że ogólna teoria względności nadal pozostaje niepokonana.
Oprócz fal grawitacyjnych i propagacji światła, nasza precyzja pozwala nam również zmierzyć efekt dylatacji czasu, który sprawia, że zegary działają wolniej w polach grawitacyjnych. Musimy nawet wziąć pod uwagę słynne równanie Einsteina E=mc2, gdy rozważamy wpływ promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez szybko wirujący pulsar na ruch orbitalny.Dick Manchester
