Радиоастрономия подтверждает
теорию Эйнштейна В
наиболее точном эксперименте
астрофизики, когда-либо сделанном,
астрономы Австралии и США
использовали радиотелескоп CSIRO,
чтобы оценить искривление
пространства-времени около звезды,
находящейся в 450 световых годах от
Земли. Их результаты, подтверждающие
общую теорию относительности
Эйнштейна, изданы 12 июля в выпуске
журнала "Природа".
Исследование опирается на свойства
одного из наиболее причудливых
космических объектов - пульсара по
имени J0437-4715. Это звезда, состоящая из
сильно сжатого вещества. Она
вращается, и при вращении выделяет
поток радиоимпульсов. J0437-4715 - один из
самых ярких и самых близких
пульсаров своего вида и производит
больше чем 170 импульсов в секунду. Эти
импульсные "вальсы" идут по
направлению к Земле через другую
звезду - белый карлик.
Астрономы были способны точно
оценить, когда пульс J0437-4715's
достигают Земли в пределах десятой
части миллионных долей секунды [100
наносекунд], благодаря сложным
приборам "Caltech", которые проводят
вычисления в Swinburne University и районе
сбора данных с больших телескопов
CSIRO'S.
Эта точная синхронизация, и сильная
импульсная активность пульсара,
позволили астрономам определить
очень точно первоначальное исходное
положение пульсара, которое приняли
за точку отсчета.
Наш правый и левый глаз видят
слегка различные картины
окружающего мира, поскольку они
отделены друг от друга несколькими
сантиметрами. Таким же образом, два
изображения системы пульсара
выглядят различно в разные времена
года, когда Земля находится то с
одной стороны от Солнца, то с другой.
Этот эффект называется параллаксом.
В случае пульсара J0437-4715, разность
картин от параллакса крохотная -
приблизительно четыре миллионных
градуса или 0,014 секунд дуги. Но этого
вполне достаточно, чтобы создать
трехмерную модель положения
пульсара в пространстве.
Чтобы это сделать, нужно было
обработать больше чем 50000 Гигабайтов
данных - столько, сколько находится
на 77000 CD-ROMах.
Выработав модель, астрономы смогли
проверить слабовыраженный эффект,
предсказанный общей теорией
относительности Эйнштейна.
Массивный объект искривляет
пространство вокруг себя. В системе
пульсара, радиоволны путешествуют
через искривленное пространство
вблизи белого компаньона карлика, и
приходят к Земле немного позже чем,
если бы они путешествовали напрямую
через открытый Космос. Этот эффект,
называемый задержкой Шапиро или
релятивистской временной задержкой
сигнала, был сначала предложен в 1964
Ирвином И. Шапиро, который теперь
является Директором Астрофизической
Обсерватории Шмидта.
Данные ясно выявили предсказанную
задержку, которая стала первой
практической проверкой
релятивистского эффекта вне
Солнечной системы, причем с
использованием геометрических
методов параллакса.
В пределах Солнечной системы эти
испытания уже проводились в 70ых
годах, когда выявлялась
релятивистская задержка при
радиолокации внутренних планет -
Меркурия и Венеры.
Более раннее испытание бинарной
системы пульсара, проделанной
Профессорами Джозефом Хом. Тейлором
(Princeton University) и Джоулом М. Вайсбергом
(now Carleton College), использующим два общих
релятивистских эффекта, чтобы
предсказать величину третьего, и тем
самым проверить правильность Теории
Относительности. Однако наблюдения
пульсара в этой системе не были
достаточно точны для геометрии ее
пространственного положения,
которая будет еще перепроверена.
Точность текущих данных настолько
хороша, что ученые теперь стремятся
использовать пульсар, чтобы искать
тонкие импульсы в континууме
пространства-времени. Астрономы
полагают, что такие импульсы были бы
произведены во время рождения
Вселенной или когда сверхмассивные
черные дыры слипаются воедино. Чтобы
искать их, исследователи теперь
разрабатывают и строят следующую
модель системы пульсара на супер-ЭВМ.
Этот пульсар - J0437-4715, с периодом в
5.757451831072007 миллисекунд, стабилен в
своем излучении и не будет терять
больше, чем 1 миллисекунду в течение
одной сотни тысяч лет. Точность
излучения такого пульсара
сопоставима с атомными часами,
которые используются в качестве
эталона времени. |