Naudojant labai didelio tikslumo matavimus pulsarui, besisukančiam aplink Baltosios Nykštuko orbitą, astronomai atrado, kad gravitacinė konstanta, lemianti gravitacijos jėgą, visame pasaulyje yra „skatinanti pastoviai“.
Jau seniai manoma, kad gravitacinė konstanta (arba tiesiog „G“) yra vienoda visoje Visatoje, kaip ir šviesos greitis vakuume ir Planko konstanta yra žinomos visuotinės konstantos. Bet kaip mes galime būti tikri tuo?
Anksčiau mokslininkai atspindėjo lazerius nuo mėnulio, kad nustatytų atstumą iki Žemės, artėjant tiksliam G. matavimui. Dabar mokslininkai, naudodamiesi Žaliojo banko radijo teleskopu Vakarų Virdžinijoje ir Arecibo observatorijoje Puerto Rikoje, išsamiai išnagrinėjo Saulės sistemą ir fiksuotus spinduliavimo spindulius pagaminta besisukančia neutrono žvaigždute arba pulsarais, kurie yra tūkstančiai šviesmečių toli.
Pulsarai yra kosminis mūsų Visatos laikrodis. Jie yra senųjų didelių žvaigždžių liekanos, išgyvenusios, išgyveno supernovos sprogimą ir dabar susideda iš labai tankių, žemesnių nei 32 km skersmens medžiagų. Pulsars taip pat turi galingus magnetinius laukus, kurie gali sukelti itin kolimizuotus radijo spindulių spindulius. Kiekvieną kartą, kai pulsaras sukasi, poliniai spinduliai gali būti siunčiami į Žemę ir įrašomi pulsacijų pavidalu: lygiai taip pat, kaip švyturėlio švyturys. Laiko matavimui, šis rippelis yra visiškai nuoroda. Astronomai šiuos objektus stebi kaip tiksliausius Visatos laikus, konkuruodami su pažangiausiais atominiais laikrodžiais, kuriuos mes turime Žemėje.
Dabar, tyrinėjant vieną iš specialių pulsarų, vadinamų PSR J1713 + 0747, astronomai atliko tiksliausius G matavimus už saulės sistemos ribų.
„Šių žvaigždžių likučių antgamtinė pastovumas parodė intriguojančius įrodymus, kad pagrindinė gravitacijos jėga -„ didelis fizikos G “- lieka nepakitusi erdvėje, sako buvęs Britanijos Kolumbijos universiteto Kanados darbuotojas astronomas Weiwei Zhu. „Šis stebėjimas turi reikšmingų pasekmių kosmologijai ir kai kurioms pagrindinėms fizikos jėgoms“.
Zhu yra pagrindinis Astrofizikos leidinyje paskelbto tyrimo autorius.
PSR J1713 + 0747 yra ideali laboratorija, kurioje galima ištirti pagrindines erdvės, laiko ir reliatyvumo vertybes. Pirma, ji turi unikalų platų orbitą aplink baltą nykštuką. Pulsar užima 68 dienas, kad užpildytų visą ratą. Jis taip pat yra neįtikėtinai ryškus - vienas ryškiausių žinomų pulsarų. Kaip dviguba žvaigždė, sistema praranda labai mažą energijos kiekį per gravitacines bangas - reiškinius, kuriuos numato Einšteino bendra reliatyvumo teorija.
Jų platus ir stabilus orbitas reiškia, kad šis energijos praradimas, kuris yra labai mažas, mažai veikia pulsaro orbitą, todėl jis yra pagrindinis bet kokio sunkumo stebėjimo tikslas. (Kai kompaktiškesnė orbita, daugiau energijos būtų skiriama atskirti nuo sistemos, naudojant gravitacines bangas, būtų sukurtos klaidos matuojant pulsaro orbitą.) Taigi dabar galime tiksliai įvertinti šios žvaigždės sistemos gravitacinį pobūdį. Kodėl tai svarbu?
Dviejų žvaigždučių pulsaro ir baltos nykštukės sistema yra nuo 3750 šviesmečių nuo Žemės, o G vertė, gauta po 21 metų radijo stebėjimo, beveik visiškai sutampa su tiksliais G, gautais iš mūsų Saulės sistemos, matavimais. Taigi, atrodo (bent jau šiame teste), kad G yra visame žinomoje visatoje pastovi.
„Gravitacija yra galia, kuri susieja žvaigždes, planetas ir galaktikas kartu“, - sakė astronomas ir bendraautorius Scott Rhans iš Nacionalinės radijo astronomijos observatorijos (NRAO). "Nors atrodo, kad Žemėje yra nuolatinis, yra keletas kosmologijos teorijų, kuriose daroma prielaida, kad gravitacija gali keistis kitu laiku ar kitose Visatos dalyse."
„Šie rezultatai, nauji ir seni, leidžia patikimai pašalinti„ ypatingų “laikų ar skirtingų gravitacinio elgesio vietų egzistavimo tikimybę“, - sakė astronomas ir bendraautorius Ingridas laiptai, taip pat iš Britanijos Kolumbijos universiteto Kanadoje. "Grėsmės teorijos, kurios skiriasi nuo bendrosios reliatyvumo teorijos, dažnai daro tokias prognozes, ir mes sukūrėme naujas sistemas, apibūdinančias šias teorijas."
„Gravitacinė konstanta yra pagrindinė fizikos konstanta, todėl svarbu patikrinti šią bendrąją prielaidą naudojant objektus skirtingose vietose, laikuose ir sąlygose“, - pridūrė Zhu. „Tai, kad matome, kad gravitacija elgiasi taip pat ir saulės sistemoje, ir tolimųjų žvaigždžių sistemose, patvirtina, kad gravitacinė konstanta yra universali.“ Įdomu tai, kad artimiausioje ateityje gausime kitą „reliatyvumo teorijos laboratoriją“, kai pasaulinė programa „Event Horizon Telescope“ (EHT) pradės gauti didelio tikslumo duomenis, galbūt iki šių metų pabaigos.
EHT yra visuotinis interferometras, kuriame yra paskirstytos radijo antenos įrašymo duomenys iš supermazinio juodosios skylės, esančios mūsų galaktikos centre, žinomas kaip Šaulys A * (arba Sgr A *). Astronomai pirmą kartą ruošiasi pažvelgti į stiprią gravitacijos laboratoriją, kuri atskleidžia labiausiai žinomą iki šiol žinomą gravitacinę aplinką ir galbūt atveria fiziką už bendrosios reliatyvumo teorijos ribų.
Įdomu pamatyti, ar G vertė išliks pastovi net ir įvykio Horizon krašte ...
