Epätavallisen tähtiperheen havainnot, joissa asuu yksi pulsaari ja kaksi valkoista kääpiötä, auttoivat tutkijoita todistamaan, että painovoima hidastaa ajan virtausta ja taivuttaa tilaa tarkalleen kuten Einsteinin suhteellisuusteoria ennustaa.
”Esitimme kysymyksen” Kuinka painovoiman lähde putoaa?”Se voi kuulostaa oudolta tietämättömälle yleisölle, mutta Einsteinin kannalta sekä massa että energia ovat yksi ja sama asia. Jos vastaavuusperiaatetta loukataan, voimakkaan gravitaatiokentän ympäröimät energian kerääntymiset kiihtyvät syksyn aikana täysin eri tavalla kuin vastaava joukko energiaa sen ulkopuolella”, sanoo Anne Archibald Amsterdamin yliopistosta (Alankomaat).
Archibald ja hänen kollegansa puhuivat Yhdysvaltain tähtitieteellisen seuran vuosikokouksessa Washingtonissa viime viikolla. He puhuivat siitä, kuinka he onnistuivat käyttämään Taurus-yhdistelmän ainutlaatuisen tähtijärjestelmän J0337 + 1715 havaintoja kovimpaan ja tarkempaan ns. Vastaavuusperiaatteen testiin - yhdeksi Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian perusteista.
Tämä periaate, yleisimmässä ja yksinkertaistetussa muodossa, toteaa, että avaruudessa olevan kaukaisen esineen lähettämien, eri aallonpituuden omaavien valohiukkasten on saapuva Maapallon samaan aikaan, vaikka ne olisivatkin kulkeneet voimakkaiden painovoimakenttien läpi. Muiden näkyvän maailman esineiden tulisi käyttäytyä samalla tavalla, alkaen palloista ja fluffista Galileon kokeiluissa ja päättyen energiatyöpöihin.
Vastaavuusperiaate on jo toistuvasti testattu sekä maapallolla että kiertoradalla käyttämällä amerikkalaista painovoimakoetinta A, Venäjän radioastronia ja pari eurooppalaista Galileo-satelliittia. Toisaalta tutkijat eivät ole vielä täysin varmoja siitä, havaitaanko sitä avaruuden äärimmäisissä nurkissa - neutronitähtien "perheissä" vai mustien reikien läheisyydessä.
Archibald ja hänen kollegansa suorittivat ensimmäisen tällaisen testin tarkkailemalla eräänlaista painovoimaista "matryoshka" -järjestelmää, joka koostuu kolmesta "kuolleesta tähdestä" - yhdestä pulsarista ja kahdesta valkoisesta kääpiöstä.
Yksi valkoisista kääpiöistä ja pulsarista kiertää toistensa ympäri niin pienellä etäisyydellä, että ne luovat meille vielä näkymättömiä, mutta riittävän voimakkaita painovoima-aaltoja. Tilannetta monimutkaistaa vielä se, että toinen valkoinen kääpiö liikkuu kahden ensimmäisen tähden ympäri ja hämärtää ajoittain niiden valoa.
Tämän tähtijärjestelmän järjestely antoi tutkijoille mahdollisuuden tarkistaa, oliko Einstein oikeassa. Tosiasia on, että jos vastaavuusperiaatetta ei noudatettu ja jos voimakkaamman painovoimakentän kohteet "putosivat" nopeammin kuin heidän naapurinsa, niin pulsarin kiertorata kaareutuisi tietyllä tavalla, ulottuen kohti kauempaa valkoista kääpiötä ja liikkuen ympyrässä sen kanssa …
Mainosvideo:
Nämä kaarevuudet puolestaan voitiin havaita kuinka voimakkaasti pulsar-signaalit viivästyivät eri aikoina, kun sen oletetaan sijaitsevan pitkänomaisen kiertoradansa eri kohdissa. Tämän idean ohjaamana tutkijat havaitsivat J0337 + 1715: n käyttämällä yhdysvaltalaista GBT-radioteleskooppia ja Gemini-optista kaukoputkea Havaijilla.
Kuten nämä havainnot osoittivat, pulssarin signaalit saavuttivat maapallon suunnilleen yhtä suurilla aikaväleillä, mikä vahvisti Einsteinin teorian yhä ennätyskorkealla mittatarkkuudella, ylittäen aiemmat ennätteet 50-100 kertaa.
Kuten tähtitieteilijät huomauttavat, tällainen tulos ei jälleen kerran anna fyysikoille ymmärtää, miten suhteellisuusteorian ja kvanttifysiikan väliset ristiriidat voidaan poistaa, mikä on tarpeen selittääkseen mustien aukkojen sisällä tapahtuvaa ja ymmärtää miten maailmankaikkeus kehittyy tulevaisuudessa.
