تایید مجدد نسبیت عام اینشتین با رصد یک ستارۀ مرده

به گزارش بیگ بنگ به نقل از ایسنا، دانشمندان با مطالعه بر روی یک ستاره مرده بنام “PSR J۱۹۰۶ + ۰۷۴۶” یک بار دیگر ثابت کردند نظریه نسبیت عام اینشتین درست است. به طور خاص، آنچه که اخترشناسان در این ستارۀ مرده مشاهده کردند، انحراف مسیر آن است. این پدیده‌ای است که در نظریه نسبیت عام پیش‌بینی شده است و تنها در تعداد بسیار کمی از تپ‌اخترها یافت شده است.

تپ‌اخترها ستاره‌های نوترونی هستند که با سرعت زیادی می چرخند و امواج رادیویی درخشان از قطب‌های مغناطیسی خود ساطع می‌کنند. آنها به طرز چشمگیری بسیار دقیق و حساب شده عمل می‌کنند، چرا که آنقدر دقیق هستند که می‌توان چرخش‌هایشان را تا مقیاس میلی‌ثانیه پیش‌بینی کرد.

در حال حاضر جایی که تپ‌اخترها بیشترین کاربرد را دارند، در آزمایش نظریه نسبیت عام است. طبق نظریه نسبیت عام، تپ‌اخترها در سیستم‌های دوتایی(باینری) باید دارای یک انحراف جزئی در چرخش محوری خود باشند که به آن انحراف محوری گفته می‌شود. “گرگوری دسویگنس” از موسسه رادیو نجوم مکس پلانک گفت: تپ‌اختر “PSR J۱۹۰۶ + ۰۷۴۶” یک آزمایشگاه منحصر به فرد است که در آن می‌توانیم همزمان فیزیک انتشار امواج تپ‌اخترها و نظریه نسبیت عام اینشتین را آزمایش کنیم.

به گفته محققان تپ‌اخترهای دوتایی تحت تأثیر نسبیت عام قرار می‌گیرند و باعث می‌شوند که محور چرخش هر تپ‌اختر منحرف شود. از آنجا که تپ‌اختر در محور خود تلو تلو می‌خورد​​، تشخیص تغییرات در مشخصات تپ‌اختر از روی آن ساده است. هنگامی که تپ‌اختر “PSR J۱۹۰۶ + ۰۷۴۶” برای اولین بار در سال ۲۰۰۴ کشف شد، مشخص شد که دارای دو قطبش متمایز با انتشار در هر چرخش است. با این حال، داده‌های بایگانی شده توسط تلسکوپ رادیویی رصدخانه “پارکس” فقط یک پرتو را نشان می‌دهد.

سپس محققان در سال ۲۰۰۵ شروع به مشاهده این ستاره کردند تا ببینند چه بر سر پرتوهای آن آمده است. آنچه آنها دیدند دو پرتو در هر چرخش بود که در سال ۲۰۰۴ شناسایی شده بود، اما پرتوی قطب شمال این ستاره ضعیف‌تر می‌شد تا اینکه در سال ۲۰۱۶ کاملا ناپدید شد.

اخترشناسان سپس از یک مدل ۵۰ ساله برای مطالعه دقیق اطلاعات آن استفاده کردند و پیش‌بینی کردند که خصوصیات قطبی‌سازی حاوی اطلاعات مربوط به هندسه تپ‌اختر است. داده‌های تپ‌اختر این مدل را تأیید کرده و میزان انحراف را تنها با پنج درصد عدم اطمینان نشان داد.

این نتایج با پیش‌بینی نظریه اینشتین همسو بود

“اینگرید استیرز” از دانشگاه بریتیش کلمبیا در ونکوور و از نویسندگان این مطالعه گفت: تپ‌اخترها می‌توانند میدانی برای انجام آزمایش‌های گرانشی باشند که به هیچ روش دیگری امکان‌پذیر نیست. این یک نمونه زیبا از چنین آزمونی است. در نهایت این تیم مطالعاتی احساس می‌کند که ۱۴ سال تحقیق و خیره ماندن به این تپ‌اختر، ارزشش را داشته است.

“مایکل کرامر” مدیر و رئیس بخش تحقیقات فیزیک بنیادی موسسه نجوم رادیویی مکس پلانک گفت: تکمیل این آزمایش خیلی طول کشید. متأسفانه این روزها نتایج باید سریع باشد، در حالی که این تپ‌اختر چیزهای بسیاری به ما می‌آموزد، صبور بودن در قبال آن واقعا ارزش دارد. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Science منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: sciencealert.com