Một phòng thí nghiệm độc đáo và kỳ lạ cách Trái đất khoảng 6.800 năm ánh sáng đang giúp các nhà thiên văn học trên Trái đất kiểm tra lý thuyết tương đối tổng quát của Albert Einstein bằng những cách không thể cho đến bây giờ. Và các quan sát hoàn toàn khớp với dự đoán từ thuyết tương đối rộng, cho biết các nhà khoa học trong một bài báo sẽ được công bố trên tạp chí ngày 26 tháng 4 Khoa học.
Sử dụng Kính thiên văn rất lớn của ESO cùng với các kính viễn vọng vô tuyến khác, John Antoniadis, nghiên cứu sinh tại Viện thiên văn vô tuyến Max Planck (MP IfR) ở Bon và là tác giả chính của bài báo, cho biết cặp sao kỳ quái này là một trường hợp thử nghiệm tuyệt vời cho vật lý.
Tôi đã quan sát hệ thống bằng Kính viễn vọng rất lớn ESO, tìm kiếm những thay đổi trong ánh sáng phát ra từ sao lùn trắng do chuyển động của nó xung quanh pulsar, theo ông Antoniadis. Một phân tích nhanh tại chỗ khiến tôi nhận ra rằng pulsar khá nặng. Nó có khối lượng gấp đôi Mặt trời, khiến nó trở thành ngôi sao neutron lớn nhất mà chúng ta biết và cũng là một phòng thí nghiệm tuyệt vời cho vật lý cơ bản.
Cặp đôi kỳ lạ này bao gồm một ngôi sao neutron nhỏ xíu và nặng bất thường, quay tròn 25 lần mỗi giây. Pulsar, được đặt tên là PSR J0348 + 0432 là phần còn lại của vụ nổ siêu tân tinh. Hai lần nặng như Mặt trời của chúng ta, pulsar sẽ nằm gọn trong giới hạn của khu vực đô thị Denver; nó chỉ là 20 km trên tương đương khoảng 12 dặm. Lực hấp dẫn trên ngôi sao kỳ lạ này mạnh hơn 300 tỷ lần so với trên Trái đất. Tại trung tâm của nó, nơi trọng lực cực mạnh ép chặt vật chất lại với nhau chặt chẽ hơn, một khối vật chất hình ngôi sao có kích thước bằng đường sẽ nặng hơn một tỷ tấn. Chỉ có ba pulsar khác bên ngoài cụm sao cầu quay nhanh hơn và có thời gian ngắn hơn.
Ngoài ra, một sao lùn trắng lớn hơn nhiều, lõi cực nóng, bị đốt cháy của một ngôi sao giống như Mặt trời, quất vào khoảng J0348 + 0432 cứ sau 2,5 giờ.
Kết quả là, các nhà thiên văn vô tuyến Ryan Lynch và các đồng nghiệp đã phát hiện ra pulsar vào năm 2011, nhận ra rằng cặp đôi này sẽ cho phép các nhà khoa học kiểm tra các lý thuyết về lực hấp dẫn mà trước đây không thể có được. Lý thuyết tương đối tổng quát Einstein Einstein mô tả lực hấp dẫn như một độ cong trong không thời gian. Giống như một quả bóng bowling nép mình trong tấm trải giường kéo dài, không thời gian uốn cong và cong vênh với sự hiện diện của khối lượng và năng lượng. Lý thuyết, được công bố vào năm 1916, đã chịu được tất cả các thử nghiệm cho đến nay là lời giải thích đơn giản nhất cho các hiện tượng thiên văn quan sát được. Các lý thuyết khác về lực hấp dẫn đưa ra những dự đoán khác nhau nhưng những khác biệt này sẽ chỉ bộc lộ trong các trường hấp dẫn cực kỳ mạnh không tìm thấy trong hệ mặt trời của chúng ta. J0348 + 0432 cung cấp cơ hội nghiên cứu chi tiết lý thuyết Einstein.
Đang tải người chơi
Video này cho thấy một ấn tượng của nghệ sĩ về vật thể đôi kỳ lạ được gọi là PSR J0348 + 0432. Hệ thống này đang phát ra bức xạ hấp dẫn, hoặc gợn sóng, trong không thời gian. Mặc dù các sóng này không thể được phát hiện trực tiếp bởi các nhà thiên văn học trên Trái đất, chúng có thể được phát hiện gián tiếp bằng cách đo sự thay đổi trong quỹ đạo của hệ thống vì nó mất năng lượng. Tín dụng: ESO / L.Calçada
Nhóm của Antoniadis đã kết hợp các quan sát của sao lùn trắng từ Kính viễn vọng rất lớn của Đài thiên văn Nam châu Âu với thời gian chính xác của xung từ các kính viễn vọng vô tuyến khác, bao gồm Kính viễn vọng Ngân hàng Xanh ở Tây Virginia, Kính viễn vọng vô tuyến 100 mét của Đức ở Đức và Đài quan sát Arecibo ở Puerto Rico. Các nhà thiên văn dự đoán các nhị phân xung gần như vậy sẽ phát ra sóng trọng lực và mất một lượng năng lượng nhỏ theo thời gian khiến chu kỳ quỹ đạo của người lùn trắng đồng hành thay đổi một chút. Các nhà thiên văn học nhận thấy rằng các dự đoán cho sự thay đổi này rất khớp với những dự đoán của thuyết tương đối rộng trong khi các lý thuyết cạnh tranh là khác nhau.
Quan sát vô tuyến của chúng tôi rất chính xác đến nỗi chúng tôi đã có thể đo lường sự thay đổi trong chu kỳ quỹ đạo 8 triệu của một giây mỗi năm, chính xác như những gì lý thuyết Einstein Einstein dự đoán, báo cáo của nhà nước Paulo Freire, một thành viên khác trong nhóm.
Nguồn:
ESO: Einstein đã đúng - Cho đến nay
Tạp chí vật lý thiên văn: Khảo sát quét trôi dạt 350 MHz của Kính viễn vọng Ngân hàng Xanh II: Phân tích dữ liệu và thời gian của 10 Pulsar mới, bao gồm cả nhị phân tương đối tính
Trung tâm vật lý ứng dụng vật lý Aspen của Millisecond Pulsars họp tháng 1 năm 2013: PSR nhị phân tương đối nhỏ gọn J0348 + 0432
