ห้องทดลองที่ไม่เหมือนใครและแปลกใหม่ประมาณ 6,800 ปีแสงจากโลกกำลังช่วยนักดาราศาสตร์ในโลกทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Albert Einstein ในแบบที่เป็นไปไม่ได้จนถึงปัจจุบัน และข้อสังเกตตรงกับการทำนายจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปบอกว่านักวิทยาศาสตร์ในกระดาษที่จะตีพิมพ์ในวารสารฉบับวันที่ 26 เมษายน วิทยาศาสตร์.
John Antoniadis นักศึกษาปริญญาเอกจาก Max Planck Institute เพื่อการสำรวจทางวิทยุ (MPIfR) ในกรุงบอนน์โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากของ ESO พร้อมกับกล้องโทรทรรศน์วิทยุอื่น ๆ นักศึกษาปริญญาเอกจากบอนน์และผู้เขียนนำบทความกล่าวว่า ฟิสิกส์.
“ ฉันกำลังสำรวจระบบด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากของ ESO โดยมองหาการเปลี่ยนแปลงของแสงที่ปล่อยออกมาจากดาวแคระขาวที่เกิดจากการเคลื่อนที่รอบพัลซาร์” Antoniadis กล่าว “ การวิเคราะห์แบบทันทีทันใดทำให้ฉันรู้ว่าพัลซาร์ค่อนข้างหนา มันเป็นมวลของดวงอาทิตย์เป็นสองเท่าทำให้มันเป็นดาวนิวตรอนขนาดใหญ่ที่สุดที่เรารู้จักและเป็นห้องปฏิบัติการที่ยอดเยี่ยมสำหรับฟิสิกส์พื้นฐาน”
คู่แปลกประกอบด้วยดาวนิวตรอนขนาดเล็กและหนักผิดปกติที่หมุนรอบตัว 25 ครั้งต่อวินาที พัลซาร์ที่ชื่อว่า PSR J0348 + 0432 เป็นซากระเบิดซูเปอร์โนวา พัลซาร์น่าจะหนักพอ ๆ กับดวงอาทิตย์ของเราถึงสองเท่าภายในขอบเขตของเขตเมืองเดนเวอร์ มันเป็นเพียง 20 กิโลเมตรข้ามหรือประมาณ 12 ไมล์ แรงดึงดูดของดาวประหลาดนี้มีความแข็งแกร่งกว่าบนโลกมากกว่า 300 พันล้านเท่า ที่ศูนย์กลางของมันซึ่งแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงบีบอัดกันแน่นยิ่งขึ้นก้อนของก้อนดาวขนาดก้อนน้ำตาลจะมีน้ำหนักมากกว่าหนึ่งพันล้านตัน มีพัลซาร์เพียงสามดวงเท่านั้นที่อยู่นอกกระจุกดาวทรงกลมหมุนได้เร็วขึ้นและมีระยะเวลาที่สั้นกว่า
นอกจากนี้ดาวแคระขาวที่มีขนาดใหญ่กว่ามากซึ่งเป็นแกนกลางที่ร้อนมากซึ่งเผาไหม้ของดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์จะพุ่งไปรอบ ๆ J0348 + 0432 ทุก 2.5 ชั่วโมง
เป็นผลให้นักดาราศาสตร์วิทยุ Ryan Ryanch และเพื่อนร่วมงานที่ค้นพบพัลซาร์ในปี 2011 ตระหนักว่าทั้งคู่จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทดสอบทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein อธิบายแรงโน้มถ่วงว่าเป็นความโค้งในกาลอวกาศ เหมือนลูกบอลโบว์ลิ่งที่ตั้งอยู่ในผ้าปูที่นอนที่ยืดโค้งกาลอวกาศและประลองยุทธ์เมื่อมีมวลและพลังงาน ทฤษฎีที่ตีพิมพ์ในปี 2459 ได้ยืนหยัดทดสอบทั้งหมดเท่าที่คำอธิบายที่ง่ายที่สุดสำหรับปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ที่สังเกต ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงอื่น ๆ ทำให้การคาดการณ์แตกต่างกัน แต่ความแตกต่างเหล่านี้จะเปิดเผยตัวเองในสนามแรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่งมากซึ่งไม่พบในระบบสุริยะ J0348 + 0432 เสนอโอกาสในการศึกษาทฤษฎีของ Einstein ในรายละเอียด
กำลังโหลดผู้เล่น ...
วิดีโอนี้แสดงความประทับใจของศิลปินเกี่ยวกับวัตถุคู่แปลกใหม่ที่รู้จักกันในชื่อ PSR J0348 + 0432 ระบบนี้แผ่รังสีความโน้มถ่วงหรือระลอกในกาลอวกาศ แม้ว่าคลื่นเหล่านี้จะไม่สามารถตรวจพบได้โดยตรงจากนักดาราศาสตร์บนโลกพวกเขาสามารถตรวจจับทางอ้อมโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงในวงโคจรของระบบเมื่อสูญเสียพลังงาน เครดิต: ESO / L.Calçada
ทีมงานของ Antoniadis ได้รวมการสำรวจดาวแคระขาวจากกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากของหอดูดาวยุโรปใต้ด้วยระยะเวลาที่แม่นยำของพัลซาร์จากกล้องโทรทรรศน์วิทยุอื่น ๆ รวมถึงกล้องโทรทรรศน์กรีนแบงก์ในเวสต์เวอร์จิเนีย, กล้องโทรทรรศน์เอฟเฟลเบิร์ก 100 เมตรในเยอรมนี ในเปอร์โตริโก นักดาราศาสตร์ทำนายว่าดาวพัลซาร์ใกล้จะแผ่คลื่นแรงโน้มถ่วงออกไปและสูญเสียพลังงานในเวลาไม่กี่นาทีทำให้ช่วงเวลาการโคจรของดาวแคระขาวจะเปลี่ยนไปเล็กน้อย นักดาราศาสตร์พบว่าการทำนายการเปลี่ยนแปลงนี้ตรงกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปขณะที่ทฤษฎีการแข่งขันต่างกัน
“ การสำรวจทางวิทยุของเราแม่นยำมากจนเราสามารถวัดการเปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาการโคจร 8 ล้านครั้งต่อวินาทีต่อปีซึ่งเป็นสิ่งที่ทฤษฎีของไอน์สไตน์คาดการณ์ไว้” เปาโลฟรีรีสมาชิกของทีมอีกคนกล่าวในการแถลงข่าว
แหล่งที่มา:
ESO: Einstein ถูกต้องจนถึงตอนนี้
วารสารฟิสิกส์ดาราศาสตร์: กล้องโทรทรรศน์กรีนแบงก์ 350 MHz สำรวจการสแกนดริฟท์ II: การวิเคราะห์ข้อมูลและกำหนดเวลาของพัลซาร์ใหม่ 10 ดวงรวมถึงไบนารีสัมพัทธภาพ
Aspen Center for Physics การประยุกต์ทางกายภาพของการประชุม Millisecond Pulsars มกราคม 2013: The Compact Relativistic Binary PSR J0348 + 0432
