Według opracowanej przez Alberta Einsteina koncepcji wszystkie obiekty, niezależnie od swojej masy czy budowy spadają w taki sam sposób. Np. po zrzuceniu z Krzywej Wieży w Pizie, jabłko i kula armatnia spadną po takim samym czasie (drobne różnice może spowodować jedynie opór powietrza).

Choć zasada ta sprawdziła się już w różnych warunkach, to niektórzy twierdzą, że w ekstremalnych sytuacjach, np. w bardzo silnym polu grawitacyjnym mogą obowiązywać inne reguły niż opisane przez słynnego fizyka.

Nowe badanie opublikowane w magazynie „Nature” po raz kolejny wskazuje, że jednak miał on rację. „Projekt ten pokazuje, jak rutynowe i uważne obserwacje są w stanie umożliwić dokładny test jednej z najbardziej fundamentalnych teorii fizyki” - mówi współautorka pracy prof. Ingrid Stairs z University of British Columbia.

Badacze wykorzystali system trzech gwiazd usytuowany w odległości 4200 lat świetlnych od Ziemi, złożony z dwóch białych karłów i gwiazdy neutronowej.

Białe karły to bardzo gęste gwiazdy. Przy wielkości zbliżonej zaledwie do rozmiarów Ziemi, mają masę podobną do masy Słońca. Tymczasem gwiazdy neutronowe, które pozostają po eksplozjach supernowych to najgęstsze gwiazdy we Wszechświecie. Wiele gwiazd neutronowych, tak jak ta z analizowanego systemu jest przy tym pulsarami, które wysyłają regularne elektromagnetyczne sygnały, podobnie jak latarnia morska wysyła sygnały świetlne.

Badacze przez sześć lat obserwowali układ oznaczony PSR J0337+1715 z pomocą Westerbork Synthesis Radio Telescope, Green Bank Telescope i Arecibo Observatory.

„Możemy opisać każdy pojedynczy puls neutronowej gwiazdy, jaki nastąpił od początku naszych obserwacji. Możemy też określić jej położenie z dokładnością kilkuset metrów” - opowiada główna autorka badania dr Anne Archibald z Uniwersytetu w Amsterdamie. „To na prawdę precyzyjny zapis tego, gdzie ta neutronowa gwiazda się znajdowała i dokąd zmierza” - twierdzi badaczka.

W obserwowanym systemie, gwiazda ta krąży po 1,6-dniowej orbicie wokół białego karła, a drugi biały karzeł co 327 dni okrąża tę parę. Poprzez śledzenie dwóch wewnętrznych gwiazd, naukowcy mogli zmierzyć, czy pulsar i wewnętrzny biały karzeł inaczej reagowały na grawitację zewnętrznego białego karła.

Obserwacja ta nie wykazała żadnych, dających się wykryć różnic, pozostawiając niewiele miejsca na alternatywne teorie grawitacji.

„Jeśli istnieje jakaś różnica, to nie przekracza trzech części na milion. Teraz każdy, kto proponuje alternatywną teorię grawitacji, dysponuje jeszcze mniejszym marginesem, w którym musi ją zmieścić, aby dopasować ją do naszych obserwacji” - mówi dr Nina Gusinskaia z Uniwersytetu w Amsterdamie. "Za każdym razem, kiedy przetestowaliśmy teorię względności Einsteina, wyniki były spójne. Jednak szukamy odstępstw od niej, ponieważ to pomogłoby nam zrozumieć, jak opisać grawitację i mechanikę kwantową tym samym matematycznym językiem" - dodaje.

Dodatkowe informacje:

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0265-1 (PAP)

mat/ ekr/