Общая теория относительности Эйнштейна проходит одно из самых сложных испытаний на сегодняшний день

Общая теория относительности Эйнштейна проходит одно из самых сложных испытаний на сегодняшний день

Общая теория относительности выдержала, пожалуй, самый сложный вызов на сегодняшний день.

Теория, которую Альберт Эйнштейн опубликовал в 1916 году, произвела революцию в нашем понимании физики и космоса. Она объясняет гравитацию как следствие гибкости пространства-времени: массивные объекты деформируют пространство-время, создавая впадины, вокруг которых вращаются другие тела.

Ученые неоднократно проверяли общую теорию относительности на протяжении последних 105 лет, пытаясь найти ситуации или обстоятельства, в которых она оказывается недостаточной. Они еще не нашли ни одного.

В новом исследовании ученые сообщают о результатах одного из самых амбициозных и сложных вызовов общей теории относительности, когда-либо предпринимавшихся. Они проанализировали наблюдения системы с двойным пульсаром, сделанные семью различными радиотелескопами по всему миру с 2003 по 2019 год.

Пульсары — это разновидность нейтронной звезды или сверхплотного звездного остатка, которые излучают мощные пучки излучения и частицы со своих магнитных полюсов. Эти лучи непрерывны, но они кажутся пульсирующими (отсюда и название), потому что пульсары вращаются; этот свет можно увидеть только тогда, когда полюс направлен на Землю.

Пара пульсаров, которую исследовала группа, находится примерно в 2400 световых годах от Земли. Один из пульсаров вращается 44 раза в секунду, в то время как другой совершает один оборот каждые 2,8 секунды. По словам членов команды, два объекта вращаются вокруг общего центра масс каждые 147 минут, каждый из них движется в пространстве со скоростью около 1 миллион километров в час.

«Такое быстрое орбитальное движение компактных объектов, подобных этим, — они примерно на 30% массивнее Солнца, но всего около 24 километров в поперечнике — позволяет нам проверить множество различных предсказаний общей теории относительности — всего семь!», — говорится в заявлении соавтора исследования Дика Манчестера из Организации научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO), национального научного агентства Австралии.

И качество соответствовало количеству: исследование достигло уровней точности, беспрецедентных для проверки общей теории относительности, сказали члены команды.

«Помимо гравитационных волн и распространения света, наша точность позволяет нам также измерять эффект «замедления времени», из-за которого часы замедляются в гравитационных полях», — сказал Манчестер. «Нам даже нужно принять во внимание знаменитое уравнение Эйнштейна E = mc2 при рассмотрении влияния электромагнитного излучения, испускаемого быстро вращающимся пульсаром, на орбитальное движение».

Как показало исследование, все семь проверенных предсказаний подтвердились. Таким образом, общая теория относительности остается непобежденной — но это не означает, что исследователи должны прекратить попытки найти в ней трещины.

«Общая теория относительности несовместима с другими фундаментальными силами, описанными квантовой механикой. Поэтому важно продолжать проводить самые строгие тесты на общую теорию относительности, насколько это возможно, чтобы выяснить, как и когда теория рушится», — сказал соавтор Роберт Фердман, физик из Университета Восточной Англии, в том же заявлении.

«Обнаружение любого отклонения от общей теории относительности стало бы крупным открытием, которое открыло бы окно в новую физику, выходящую за рамки нашего нынешнего теоретического понимания Вселенной», — добавил Фердман. «И это может помочь нам в конечном итоге открыть единую теорию фундаментальных сил природы».

Новое исследование было опубликовано 13 декабря в журнале Physical Review X.

Самые свежие новости медицины в нашей группе на Одноклассниках

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>