يساعد مختبر فريد من نوعه وغريب على بعد 6800 سنة ضوئية من الأرض علماء الفلك في الأرض في اختبار نظرية ألبرت أينشتاين للنسبية العامة بطرق غير ممكنة حتى الآن. ويقول العلماء في ورقة ستنشر في عدد 26 أبريل من المجلة إن الملاحظات تتطابق تمامًا مع توقعات النسبية العامة. علم.
يقول جون أنطونيادس ، وهو طالب دكتوراه في معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي (MPIfR) في بون والمؤلف الرئيسي للورقة ، إن استخدام زوج من النجوم الغريب يجعل من حالة اختبار ممتازة لـ ESO's Large Telescope تلسكوبات راديوية أخرى. الفيزياء.
يقول أنطونيادس: "كنت أراقب النظام باستخدام التلسكوب الكبير جدًا التابع لـ ESO ، بحثًا عن تغييرات في الضوء المنبعث من القزم الأبيض بسبب حركته حول النجم النابض". "لقد جعلني التحليل السريع على الفور أدرك أن النجم النابض كان ثقيل الوزن. إنها ضعف كتلة الشمس ، مما يجعلها أكبر نجم نيوتروني نعرفه ومختبر ممتاز للفيزياء الأساسية ".
يتكون الزوج الغريب من نجم نيوتروني صغير وثقيل بشكل غير عادي يدور 25 مرة في الثانية. النجم النابض ، المسمى PSR J0348 + 0432 هو بقايا انفجار مستعر أعظم. تضاعف النجم النابض ضعف ثقيل الشمس ، داخل حدود منطقة دنفر الحضرية ؛ يبلغ عرضه 20 كيلومترًا أو حوالي 12 ميلًا. الجاذبية على هذا النجم الغريب أقوى بأكثر من 300 مليار مرة على الأرض. في مركزها ، حيث تضغط الجاذبية الشديدة على المادة بشكل أكثر إحكامًا معًا ، فإن كتلة من المواد النجمية بحجم مكعب السكر ستزن أكثر من مليار طن. تدور ثلاثة نبضات فقط خارج التجمعات الكروية بشكل أسرع ولها فترات أقصر.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن قزمًا أبيض أكبر بكثير ، النواة الحارة للغاية ، المحترقة لنجم يشبه الشمس ، يجلد حول J0348 + 0432 كل 2.5 ساعة.
ونتيجة لذلك ، أدرك علماء الفلك الراديوي رايان لينش وزملاؤه الذين اكتشفوا النجم النابض في عام 2011 ، أن الزوج سيمكن العلماء من اختبار نظريات الجاذبية التي لم تكن ممكنة من قبل. تصف نظرية النسبية العامة لأينشتاين الجاذبية على أنها انحناء في الزمكان. مثل كرة البولينج التي تقع في ملاءة سرير ممتدة ، ينحني الزمكان ويشوه في وجود الكتلة والطاقة. صمدت النظرية ، المنشورة عام 1916 ، جميع الاختبارات حتى الآن كأبسط تفسير للظواهر الفلكية المرصودة. تصنع نظريات أخرى عن الجاذبية تنبؤات مختلفة ولكن هذه الاختلافات ستكشف عن نفسها فقط في مجالات الجاذبية القوية للغاية غير الموجودة في نظامنا الشمسي. قدم J0348 + 0432 الفرصة لدراسة نظرية آينشتاين بالتفصيل.
جارٍ تحميل المشغل ...
يُظهر هذا الفيديو انطباع الفنان عن الكائن المزدوج الغريب المعروف باسم PSR J0348 + 0432. يشع هذا النظام إشعاع الجاذبية أو التموجات في الزمكان. على الرغم من أنه لا يمكن الكشف عن هذه الموجات مباشرة من قبل علماء الفلك على الأرض ، إلا أنه يمكن اكتشافها بشكل غير مباشر عن طريق قياس التغيير في مدار النظام حيث يفقد الطاقة. الائتمان: ESO / L.Calçada
جمع فريق أنطونيادس ملاحظات حول القزم الأبيض من التلسكوب الكبير جدًا للمرصد الجنوبي الأوروبي مع التوقيت الدقيق للنجم النابض من التلسكوبات الراديوية الأخرى ، بما في ذلك تلسكوب جرين بانك في وست فرجينيا ، تلسكوب إيفلسبرغ 100 متر في ألمانيا ، ومرصد أريسيبو في بورتوريكو. يتنبأ الفلكيون بأن هذه الثنائيات النابضة القريبة تشع موجات الجاذبية وتفقد كميات صغيرة من الطاقة بمرور الوقت مما يتسبب في تغير الفترة المدارية لرفيق القزم الأبيض بشكل طفيف. وجد الفلكيون أن التوقعات لهذا التغيير تتطابق بشكل كبير مع النسبية العامة بينما كانت النظريات المتنافسة مختلفة.
يقول باولو فريري ، عضو آخر في الفريق ، في البيان الصحفي: "كانت ملاحظاتنا الإذاعية دقيقة للغاية لدرجة أننا تمكنا بالفعل من قياس التغيير في الفترة المدارية التي تبلغ 8 ملايين جزء من الثانية في السنة ، وهو بالضبط ما تتوقعه نظرية أينشتاين".
مصادر:
ESO: كان أينشتاين على حق - حتى الآن
مجلة الفيزياء الفلكية: مسح التلسكوب الأخضر للبنك الأخضر بمسح 350 ميجاهرتز مسح الانجراف الثاني: تحليل البيانات وتوقيت 10 النجوم النابضة الجديدة ، بما في ذلك ثنائي النسبية
اجتماع مركز أسبن للفيزياء التطبيق الفيزيائي لنبضات ميلي ثانية واحدة يناير 2013: ثنائي النسبية المدمجة PSR J0348 + 0432
