Эйнштейн был прав: ученые искали новую физику в космосе и обнаружили необычный объект
Астрофизики обнаружили самую легкую двойную систему нейтронных звезд. Оказалось, что главная теория гравитации все же верна.
Ученые обнаружили новую систему, состоящую из двух нейтронных звезд, но их надежды найти новую физику разрушились. Теория относительности Эйнштейна прошла очередную проверку. Выяснилось, что теория гравитации знаменитого физика описывает движение этой пары с точностью до 1%. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters, пишет Live Science.
Нейтронные звезды — это ядра массивных звезд, взорвавшихся как сверхновые. При диаметре всего около 20 километров каждая из них обладает массой, превышающей массу Солнца. Некоторые из них называются пульсары. Эти звезды быстро вращаются вокруг своей оси и выпускают радиоволны с точной периодичностью. По сути эти радиоимпульсы служат невероятно точными часами.
Если пульсары находятся одной системе с другой нейтронной звездой, где они вращаются вокруг общего центра масс, релятивистские эффекты проявляются в них очень хорошо. В данном случае релятивистские эффекты — это явления, возникающие при движении тел в сильных гравитационных полях. Они описываются общей теорией относительности Эйнштейна, то ест главной теорией гравитации.
Астрофизики обнаружили новую двойную систему PSR J1856-0039, состоящую из пульсара и нейтронной звезды, которая находится на расстоянии примерно 4200–6500 световых лет от нас. Ученые говорят, что этот объект особенный.
Пульсар вращается с частотой около 43 оборотов в секунду, а расстояние между двумя звездами примерно вдвое превышает расстояние от Земли до Луны. При этом период вращения звезд вокруг общего центра масс составляет всего 2,36 часа.
Благодаря большому количеству измерений ученым удалось определить три релятивистских эффекта. Во-первых, орбита звезд постепенно сужается, поскольку они выпускают гравитационные волны. Во-вторых, эллиптическая орбита медленно поворачивается на 17,6 градуса в год. В-третьих, поскольку и гравитация, и скорость движения замедляют ход времени, "часы" пульсара идут с переменной скоростью на разных участках эллиптической орбиты, что приводит к смещению радиоимпульсов.
На основе этих измерений ученые определили массу пульсара и его компаньона. Оказалось, что это самая легкая двойная системе нейтронных звезд среди известных. Масса пульсара составляет около 1,3 массы Солнца, а масса его компаньона — 1,19 массы Солнца. Примерно через 82 миллиона лет эти звезды сольются в единый объект. Это может быть массивная нейтронная звезда, или же черная дыра.
Для расчета масс обеих звезд достаточно любых двух из трех эффектов. Третий эффект в таком случае служит независимой проверкой. Если общая теория относительности Эйнштейна верна, то все три эффекта должны указывать на одни и те же значения масс и именно это увидели ученые. Выяснилось, что теория гравитации знаменитого физика описывает движение этой пары с точностью до 1%.
Ученые признают, что, хотя они и пытались обнаружить новую физику, им не удалось опровергнуть теорию Эйнштейна.
Другие новости науки
- Неожиданный поворот в квантовой физике: 80 лет рукопись Шредингера хранила секрет.
- Мост Эйнштейна: в космосе есть проходы в другие реальности.