Naukowcy znaleźli pulsar z dwoma białymi karłami, mieszczący się w przestrzeni mniejszej niż obszar zakreślany przez orbitę Ziemi. Niezwykle bliskie orbity umożliwiają wykonanie precyzyjnych pomiarów grawitacji i mogą rozwiązać problemy z teorią Einsteina. Wyniki badań możemy znaleźć w czasopiśmie Nature, a oficjalnie zostały przedstawione na 223. spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego, w dniach 5-9 stycznia br. w Waszyngtonie.

Ten potrójny system to naturalne laboratorium kosmiczne, dużo lepsze od jakiegokolwiek, którym dysponowaliśmy do tej pory. Uczy, jak dokładnie działają układy potrójne oraz pozwala wykryć ewentualne problemy związane z ogólną teorią względności, które fizycy spodziewają się zaobserwować w warunkach ekstremalnych” – powiedział prof. Scott Ransom z Amerykańskiego Narodowego Obserwatorium Radioastronomicznego (US National Radio Astronomy Observatory, NRAO) w Charlottesville, w stanie Wirginia. “To system, który fascynuje pod wieloma względami, także dlatego, że historia jego powstania musiała być naprawdę szalona. Czeka nas dużo pracy, aby w pełni go zrozumieć“.

Pulsary emitują wiązki fal radiowych, podobnie jak latarnia morska wysyła sygnały świetlne, które szybko zamiatają przestrzeń wraz z obrotem gwiazd wokół ich osi. Formują się one, kiedy po wybuchu supernowej wypalona gwiazda zapada się do gęstej kuli neutronów o bardzo silnym polu magnetycznym. Korzystając z teleskopu Green Bank, astronomowie odkryli pulsara odległego o 4200 lat świetlnych od Ziemi, wirującego blisko 366 razy na sekundę! Tak szybko rotujące ciała to tak zwane pulsary milisekundowe. Są one wykorzystywane przez astronomów jako precyzyjne narzędzia do badania efektów grawitacyjnych i innych zjawisk.

Dalsze obserwacje pokazały, że pulsar krąży wokół pobliskiego białego karła, a oba orbitują wokół innego, dalszego białego karła. Układy potrójne są bacznie studiowane, ponieważ pozwalają zbadać konkurujące ze sobą teorie grawitacji. Jednak do niedawna jedynym znanym systemem potrójnym, który mieści w sobie pulsara milisekundowego, był układ z planetą będącą zewnętrznym towarzyszem, przez co oddziaływania grawitacyjne między ciałami były słabe.

To pierwszy pulsar milisekundowy znaleziony w takim układzie. Szybko przekonaliśmy się że daje on ogromną szansę badania skutków i charakteru grawitacji” – powiedział prof. Ransom. “Wzajemne, grawitacyjne oddziaływania między elementami tego systemu są niewiarygodnie czyste i silne“.

Przez precyzyjny pomiar czasu nadejścia impulsów naukowcy byli zdolni obliczyć geometrię układu oraz masy poszczególnych gwiazd. Wewnętrzny biały karzeł – towarzysz pulsara – ma okres orbitalny mniejszy niż dwa dni, podczas gdy okres zewnętrznego karła wynosi niespełna rok.

Green Bank – największy na świecie w pełni sterowalny radioteleskop o średnicy 100 m.

Układ daje naukowcom również świetną okazję do szukania naruszeń zasady równoważności opisanej przez Einsteina, która mówi, że skutek, jaki wywołuje grawitacja na ciało, nie zależy od natury czy struktury wewnętrznej tego ciała. Znakomicie zostało to zilustrowane poprzez słynne upuszczenie przez Galileusza dwóch ciał o różnych ciężarach z Krzywej Wieży w Pizie oraz gdy Dave Scott, dowódca misji Apollo 15, upuścił młotek i sokole piórko stojąc na Księżycu w 1971 roku. Zamiast powoli dryfować w stronę podłoża, piórko spadało tak szybko jak młotek. Bez oporu powietrza spowalniającego piórko oba obiekty uderzyły w pył księżycowy w tym samym momencie.

Chociaż ogólna teoria względności Einsteina jak dotąd była potwierdzana przez każdy eksperyment, nie jest zgodna z teorią kwantową” – powiedział prof. Ransom. “Z tego powodu fizycy spodziewają się, że teoria względności załamie się w ekstremalnych warunkach“.

Wysoce precyzyjne pomiary czasu rozbłysków pulsara – specyficznej latarni morskiej – pozwolą astronomom wychwycić odchylenia w zasadzie równoważności o kilka rzędów wielkości większe niż kiedykolwiek wcześniej. Znalezienie odchylenia oznaczałoby upadek ogólnej teorii względności oraz zwróciłoby nas ku nowej, prawdziwej teorii grawitacji” – powiedziała astronom prof. Ingrid Stairs z kanadyjskiego Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej w Vancouver.

Autor

Katarzyna Więcek

Komentarze

  1. darek104    

    Nie chcą uwierzyć że prędkość światła — w próżni to max. Niechaj sprawdzają.

  2. Michał M.    

    Teoria względności kontra teoria kwantowa — W artykule napisano:

    “Chociaż ogólna teoria względności Einsteina jak dotąd była potwierdzana przez każdy eksperyment, nie jest zgodna z teorią kwantową” – powiedział prof. Ransom. “Z tego powodu fizycy spodziewają się, że teoria względności załamie się w ekstremalnych warunkach”.

    Równie dobrze można by powiedzieć:

    “Chociaż teoria kwantowa jak dotąd była potwierdzana przez każdy eksperyment, nie jest zgodna z teorią względności Einsteina” – powiedział prof. Mosnar. “Z tego powodu fizycy spodziewają się, że teoria kwantowa załamie się w ekstremalnych warunkach”.

    Obie teorie są po prostu dobre. Są jednak rozłączne i nie dają się połączyć w jedną całość (mimo że w końcu odkryto bozon Higgsa, to nadal Model Standardowy nie opisuje grawitacji). Poparte chyba jakimś głosowaniem w konkursie “Miss Theory” twierdzenie że teoria kwantowa jest “bardziej poprawniejsza” od teorii względności jest trochę głupie.

    1. fantom    

      Czy aby na pewno…?

      >(mimo że w końcu odkryto bozon Higgsa,

      Czy w naszym świecie / wszechświecie – w normalnych warunkach istnieje taka sama sytuacja, jaka ma miejsce w akceleratorach?
      Czy każde miejsce w przestrzeni otoczone jest takimi polami magnetycznymi, jak to ma tam miejsce i czy w normalnym stanie materii każdy atom bombardowany jest przez inny atom lub foton?
      Wydaje się raczej, że nawet bez tak specyficznych warunków po prostu… masa jest masą a co w tych akceleratorach się dzieje, to już temat na całkiem inną bajkę – naukową bajkę.

      1. Michał M.    

        wahadełko i CERN

        > Czy w naszym świecie / wszechświecie – w normalnych warunkach
        > istnieje taka sama sytuacja, jaka ma miejsce w akceleratorach?
        > Czy każde miejsce w przestrzeni otoczone jest takimi polami
        > magnetycznymi, jak to ma tam miejsce i czy w normalnym stanie
        > materii każdy atom bombardowany jest przez inny atom lub foton?
        > Wydaje się raczej, że nawet bez tak specyficznych warunków po
        > prostu… masa jest masą a co w tych akceleratorach się dzieje,
        > to już temat na całkiem inną bajkę – naukową bajkę.

        Oczywiście, że w normalnych warunkach nie występuje “taka sytuacja” jak w akceleratorach.

        Ale podstawą pracy fizyka jest badanie rzeczywistości między innymi przez budowanie eksperymentów, które same siebie w naturze nie występują.

        Mamy z tym do czynienia już wtedy, gdy za pomocą wahadła matematycznego badamy przyspieszenie ziemskie. Bujający się punkt materialny w naturze nie występuje. Jego zbudowanie pozwala nam jednak dowiedzieć się czegoś o przyrodzie. Wierzymy a nawet zakładamy, że takie postępowanie jest poprawne.

        Z tego punktu widzenia, CERN to podobny eksperyment. Wytworzono warunki niewystępujące we wszechświecie (mogły występować dawno temu), a wynik doświadczenia powiedział coś o tym jaki jest świat.

        1. fantom    

          wahadełko wahadełkiem…

          > Oczywiście, że w normalnych warunkach nie występuje “taka sytuacja”
          > jak w akceleratorach.

          Skoro nie występuje, to do czego jest fizykom potrzebna ta wiedza…?

          > Ale podstawą pracy fizyka jest badanie rzeczywistości między
          > innymi przez budowanie eksperymentów, które same siebie w naturze
          > nie występują.

          W jaki sposób można badać rzeczywistość za pomocą eksperymentów, które z tą rzeczywistością nie mają nic wspólnego? Przecież jest to czysta abstrakcja…

          > Mamy z tym do czynienia już wtedy, gdy za pomocą wahadła
          > matematycznego badamy przyspieszenie ziemskie. Bujający się
          > punkt materialny w naturze nie występuje. Jego zbudowanie pozwala
          > nam jednak dowiedzieć się czegoś o przyrodzie. Wierzymy a nawet
          > zakładamy, że takie postępowanie jest poprawne.

          Przykład z wahadłem nie jest adekwatny do tego, co dzieje się w CERN – pomijając już aspekt ogromu tego przedsięwzięcia w stosunku do przedstawianych nam korzyści z niego płynących – wahadło w żaden (widoczny) sposób nie wpływa na badaną materię, czego nie da się powiedzieć o eksperymentach z udziałem akceleratorów.

          > Z tego punktu widzenia, CERN to podobny eksperyment. Wytworzono
          > warunki niewystępujące we wszechświecie (mogły występować dawno
          > temu), a wynik doświadczenia powiedział coś o tym jaki jest świat.

          Raczej wynik doświadczenia prędzej powiedział by coś o tym, jaki byłby ten świat, gdyby nie był on taki… jaki jest.

          Warunki wytworzone w CERN są wytworem całkowicie sztucznym i takie też są otrzymywane wyniki, wyniki nie mające nic wspólnego z otaczającą nas rzeczywistością, więc… nie mogą się one na nią przekładać.

        2. Michał M.    

          To nie tak — Przykro mi, ale nie rozumiesz czym jest fizyka i w ogóle nauka.

    2. putin    

      jakie teorie? — Przecież zarówno TW jak i kwantowa to tylko ślepe strzały – głównie wzory i obliczenia.
      Nie ma w tym żadnej teorii.

      Teorią jest np. algebra, czy teoria liczb, zbiorów, równań różniczkowych, geometria, itd.
      Teorie produkują twierdzenie jedynie w sposób formalny: coś jest tak albo inaczej na pewno, a nie częściowo, relatywnie, troszeczkę, itd.

      Tam nie ma pola dla improwizacji, spekulacji, od których aż się roi w nieformalnych dziedzinach – sztuka, plotka, mitologia, czyli tzw. prawda ludowa, albo filozofia marksistowska.

      Gdy powstanie teoria atomów i grawitacji wtedy skończą się te durne dylematy o wyższości kwantów nad ciągłą TW, czy odwrotnie.

  3. bardek    

    Warto — Zajrzyjcie do:

    http://madan945.blogspot.co.il/2013/08/dualny-charakter-grawitacji.html

    Myślę, że i tę teorię warto przetestować.

    1. putin    

      głupoty — Jak można obliczać defekt masy z energii w ramach modelu, gdzie sama energia stanowi już o masie: hf = mc^2, by def.

Komentarze są zablokowane.