Einsteins teori om allmän relativitet har funnits i 93 år, och den hänger bara kvar där. Nyligen, utnyttjande av ett unikt kosmiskt sammanfall, såväl som ett ganska snyggt teleskop, tittade astronomer på den starka gravitationen från ett par superdena neutronstjärnor och mätte en effekt som förutses av General Relativity. Teorin kom med flygande färger.
Einsteins teori från 1915 förutspådde att i ett nära system med två väldigt massiva föremål, såsom neutronstjärnor, skulle ett objekts gravitationskraft, tillsammans med en effekt av dess snurrande runt sin axel, få den andra rotationsaxeln att vingla, eller prcess. Studier av andra pulsars i binära system visade att sådan wobbling inträffade, men kunde inte producera exakta mätningar av mängden wobbling.
"Att mäta mängden slingrande är det som testar detaljerna i Einsteins teori och ger ett riktmärke som alla alternativa gravitationsteorier måste uppfylla," sade Scott Ransom från National Radio Astronomy Observatory.
Astronomerna använde National Science Foundation: s Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) för att göra en fyraårig studie av ett dubbelstjärnsystem till skillnad från andra kända i universum. Systemet är ett par neutronstjärnor, som båda ses som pulsare som avger fyr-liknande strålar av radiovågor.
"Av cirka 1700 kända pulsars är detta det enda fallet där två pulsars är i omloppsbana runt varandra," sade Rene Breton, en doktorand vid McGill University i Montreal, Kanada. Dessutom är stjärnornas omloppsplan i linje nästan perfekt med sin siktlinje till jorden, så att en passerar bakom en munkformad region med joniserad gas som omger den andra, och försvinner signalen från pulsaren i ryggen.
Animering av dubbelpulsarsystem
Förmörkelserna tillät astronomerna att fastställa geometri för det dubbelpulsarsystemet och spåra förändringar i orienteringen av rotationsaxeln för en av dem. När en pulsars rotationsaxel sakta rörde sig förändrades också mönstret för signalblockeringar medan den andra passerade bakom den. Signalen från pulsaren i ryggen absorberas av den joniserade gasen i den andres magnetosfär.
Pulsarsparet som studerats med GBT är cirka 1700 ljusår från Jorden. Det genomsnittliga avståndet mellan de två är bara cirka två gånger avståndet från jorden till månen. De två kretsar runt varandra på knappt två och en halv timme.
"Ett system som detta, med två mycket massiva föremål väldigt nära varandra, är just den typen av extremt" kosmiskt laboratorium "som behövs för att testa Einsteins förutsägelse," sa Victoria Kaspi, ledare för McGill Universitys Pulsar-grupp.
Tyngdkraftteorier skiljer sig inte väsentligt i ”vanliga” rymdregioner som vårt eget solsystem. I regioner med extremt starka tyngdfält, som nära ett par nära, massiva föremål, förväntas dock skillnader att dyka upp. I den binära pulsarstudien, "General Relativity" klarat testet "tillhandahålls av en sådan extrem miljö, sade forskarna.
"Det är inte helt rätt att säga att vi nu har" bevisat "den allmänna relativiteten," sade Breton. "Men hittills har Einsteins teori klarat alla tester som har genomförts, inklusive vår."
Original nyhetskälla: Jodrell Bank Observatory
