Со помош на екстремно високи прецизни мерења на пулсарот ротираат околу орбитата на Белото џуџе, астрономите откриле дека гравитационата константа, која ја одредува силата на гравитацијата, е "охрабрувачки константна" во целиот универзум.
Долго време се верувало дека гравитационата константа (или едноставно "Г") е иста во целиот универзум, исто како што брзината на светлината во вакуум и Планковата константа се познати универзални константи. Но, како можеме да бидеме сигурни во тоа?
Во минатото, научниците ги рефлектираа ласерите од месечината за да ја одредат растојанието до Земјата, приближувајќи се до точното мерење на Г. И сега, научниците, користејќи радио телескоп на Зелената банка во Западна Вирџинија и опсерваторијата Аресибо во Порторико, детално го испитаа системот на сончевите зраци и фиксираа постојани блесоци на зрачење произведени од ротациона неутронска ѕвезда или пулсар, кои се далечни илјадници светлосни години.
Пулсарите се космички часовник на нашиот универзум. Тие се античките остатоци од големи ѕвезди кои излегоа, преживеаја експлозија на супернова, и сега се состојат од многу густа, понижувачка материја со дијаметар помала од 32 km. Пулсарите, исто така, имаат моќни магнетни полиња кои можат да генерираат екстремно колмирани зраци на радио емисија. Секој пат кога пулсарот ротира, поларните зраци можат да се испратат на Земјата и да се снимаат во форма на пулсации: исто како и блицот на трепкачот на блендата на далечина. За мерење на времето, оваа бран апсолутно е референца. Астрономите ги набљудуваат овие објекти како најточни мерачи на времето во Универзумот, кои се натпреваруваат со најнапредните атомски часовници што ги имаме на Земјата.
Сега, со проучување на еден од специјалните пулсари наречени PSR J1713 + 0747, астрономите ги направија најточните мерења на G надвор од сончевиот систем.
"На натприродна константа на овие ѕвездени остатоци се претпоставуваа интригантни докази дека фундаменталната сила на гравитацијата," големата G физика "останува непроменета низ вселената, вели астрономот Веивеи Жу, поранешен вработен на Универзитетот во Британска Колумбија во Канада, во соопштението за печатот од НРАО. "Оваа опсервација има важни импликации за космологијата и некои фундаментални сили на физиката".
Жу е водечки автор на една нова студија објавена во Астрофизичкиот весник.
PSR J1713 + 0747 е идеална лабораторија за изучување на некои од најосновните вредности на просторот, времето и релативноста. Прво, има уникатна широка орбита околу бело џуџе. Пулсар трае 68 дена за да го комплетира целосниот круг. Исто така е неверојатно светло - еден од најсветлите познати пулсари. Како двојна ѕвезда, системот губи многу мала количина на енергија преку гравитациони бранови - феномени предвидени со општата теорија на релативноста на Ајнштајн.
Нивната широка и стабилна орбита значи дека оваа загуба на енергија, која е екстремно мала, има мал ефект врз орбитата на пулсарот, што ја прави главна цел за набљудување на гравитацијата. (Со повеќе компактна орбита, повеќе енергија ќе се потроши за одвојување од системот со помош на гравитациони бранови, ќе се создадат грешки при мерењата на карактеристиките на орбитата на пулсарот.) Така, сега можеме точно да го измериме гравитациониот карактер на овој ѕвезден систем. Зошто е ова важно?
Системот на двојни ѕвезди на пулсарот и белото џуџе е на растојание од 3750 светлосни години од Земјата, а вредноста на G добиена по 21 година радио набљудувања речиси целосно се совпаѓа со најточните мерења на G добиено од нашиот сончев систем. Така, се чини (барем во овој тест) дека G е константен во целиот познат универзум.
"Гравитацијата е моќта која ги поврзува ѕвездите, планетите и галаксиите заедно", рече астрономот и коавтор Скот Ренс од Националната радиоастрономиска опсерваторија (НРАО). "Иако се чини дека е постојано на Земјата, постојат некои теории во космологијата, во кои се претпоставува дека гравитацијата може да се промени во друго време или во други делови на Универзумот".
"Овие резултати, нови и стари, ни овозможуваат со сигурност да ја исклучиме веројатноста за постоење" специјални "времиња или места со различно гравитационо однесување", рече астрономот и коавтор Ингрид Стјуард, исто така од Универзитетот во Британска Колумбија во Канада. "Теориите на гравитацијата, кои се разликуваат од општата теорија на релативноста, често прават такви предвидувања, а имаме поставено нови рамки за параметрите што ги опишуваат овие теории".
"Гравитационата константа е фундаментална константа на физиката, па затоа е важно да ја провериме оваа општа претпоставка користејќи предмети на различни места, времиња и услови", додаде Жу. "Фактот дека гледаме дека гравитацијата се однесува на ист начин, и во нашиот сончев систем и во системи на далечни ѕвезди, потврдува дека гравитационата константа е всушност универзална". Интересно е што во блиска иднина ќе добиеме уште една "лабораторија на теоријата на релативноста", кога глобалната програма Event Horizon Telescope (EHT) почнува да прима податоци со висока точност, најверојатно до крајот на оваа година.
EHT е глобален интерферометар на податоци за дистрибуција на радио антена од супермасивна црна дупка во центарот на нашата галаксија, позната како Стрелец A * (или Sgr A *). Астрономите се подготвуваат за прв пат да ја разгледаат силната гравитациона лабораторија, која открива најекстремна гравитациска средина позната до денес и потенцијално отворајќи ја физиката надвор од општата теорија на релативноста.
Интересно е да се види дали вредноста на G ќе остане константна дури и на работ на Horizon Event ...
