Астрономы проверили теорию относительности Эйнштейна

В условиях экстремальной гравитации столетняя теория устояла.

Астрономам удалось проверить применимость Общей теории относительности Эйнштейна в таких экстремальных условиях, которых на Земле не создать, да и во Вселенной отыскать не просто. Такой лабораторией для них стал весьма экзотический объект – двойная система, состоящая из массивной нейтронной звезды и бешено вращающегося вокруг нее белого карлика.

Нейтронная звезда PSR J0348+0432 является остатком от взрыва сверхновой. Она вдвое тяжелее Солнца, хотя имеет в поперечнике всего 20 километров.

Сила тяжести на ее поверхности более, чем в 300 млрд раз превышает силу земного притяжения, а вещество в ее центре сжато до такой плотности, что кубик объемом с кусочек сахара весит больше 1 млрд тонн.

Ее компаньон, белый карлик — это тускло светящийся остаток гораздо более легкой звезды, которая в прошлом сбросила атмосферу и медленно остывает.

Применимость Общей теории относительности уже неоднократно проверялась за пределами Земли, однако, работает ли она в условиях сверхсильной гравитации, таких, которые присутствуют в окрестностях массивных нейтронных звезд, оставалось загадкой. В настоящий момент теоретиками разработано несколько альтернативных теорий гравитации, отличия предсказаний которых от ОТО могли бы проявиться лишь в крайне сильных гравитационных полях.

Именно поэтому международная группа ученых под руководством Джона Антониадиса из Института радиоастрономии имени Макса Планка в Бонне для проверки ОТО выбрала уникальную систему PSR J0348+0432 . Нейтронная звезда в центре этой пары является радиопульсаром: благодаря своей намагниченности она посылает в пространство строго периодические радиосигналы, которые на Земле фиксируют при помощи радиотелескопов. Согласно предсказаниям Общей теории относительности, такая массивная и тесная система, излучая гравитационные волны, обязана постепенно терять энергию: белый карлик должен приближаться к нейтронной звезде и вращаться все быстрее.

Эти эволюционные изменения и предсказываются по-разному Общей теорией относительности и конкурирующими теориями гравитации.

Наблюдения, проведенные на нескольких наземных радиотелескопах, выявили замедление пары, и Общая теория относительности устояла. "Наши радионаблюдения были столь точными, что мы смогли измерить замедление орбитального периода в 8 миллионных секунды в год, точь-в-точь, как предсказывает теория Эйнштейна", — пояснил Пауло Фрейре, один из соавторов работы, опубликованной в журнале Science.