“نسبیت عام اینشتین” از یک آزمون دیگر سربلند بیرون آمد

1
1117

بیگ بنگ: یک تیم بین‌المللی از اخترشناسان پس از بررسی سامانۀ دو ستاره‌ای کوتوله‌ی سفید-تپ‌اختر PSR J1141-6545 به مدت تقریبا دو دهه، شواهد هیجان‌انگیزی برای حرکت تقدیمی لنز تیرینگ – اثر کشش چارچوب نسبیت‌گرایانه – یافت کردند.

image e Frame Draggingبه گزارش بیگ بنگ، وقتی یک شی پرجرم می‌چرخد، نسبیت عام پیش‌بینی می‌کند که این شی فضا-زمان اطرافش را می‌کشد (جذب می‌کند)، پدیده‌ای که «کشش چارچوب» نامیده می‌شود. این پدیده منجر به حرکت تقدیمی اوربیتالِ اجرامی می‌شود که بطور گرانشی بهم متصل شده‌اند. در حالیکه کشش چارچوب توسط آزمایشات ماهواره‌ای در میدان گرانشیِ زمینِ در حال چرخش تشخیص داده شده، تاثیر آن به شدت کم و اندازه‌گیری آن چالش‌برانگیز است. اجرام پرجرم‌تر مثل کوتوله‌های سفید یا ستاره‌های نورونی فرصت بهتری برای مشاهدۀ این پدیده در میدان‌های گرانشی شدیدتر فراهم می‌کنند.

دکتر نوربرت وکس، محقق در موسسه اخترشناسی رادیویی ماکس پلانک گفت: «یکی از اولین تاییداتِ “کشش چارچوب” از چهار ژیروسکوپ در یک ماهواره در مدار زمین استفاده کرد.» دکتر وکس، دکتر ویوک ونکاترامن کریشنان از موسسه‌ی ستاره‌شناسی رادیویی مک پلانک و همکارانشان از یک تلسکوپ رادیویی پارکس برای مشاهدۀ PSR J1141-6545 (یک تپ‌اختر جوان در مدار دوتایی همراه با یک کوتوله‌ سفید) استفاده کردند.

دانشمندان زمان‌ رسیدن تپ‌اخترها تا ۱۰۰ میکروثانیه را طی یک دورۀ تقریبا ۲۰ ساله اندازه‌گیری کردند. این کار آنها را قادر ساخت تا یک رانش طولانی‌مدت را در پارامترهای اوربیتال شناسایی کنند. آنها پس از حذف علل احتمالی دیگر برای این رانش، نتیجه گرفتند که علت این رانش چیزی نیست جز حرکت تقدیمی لنز تیرینگ به دلیل قرارگیری در مجاورت کوتوله‌ی سفید که با سرعت زیادی در حال چرخش است. یافته‌ها پیش‌بینی نسبیت عام را تایید کرده و تیم را قادر ساختند تا سرعت چرخش کوتوله‌ی سفید را محدود کند.

Two Spinning Stars Twisting Space and Time xدکتر کریشنان گفت: «در ابتدا به نظر می‌رسید جفت ستاره‌ای بسیاری از اثرات کلاسیکِ پیش‌بینی شده در نظریۀ اینشتین را نشان می‌دهد. سپس یک تغییر تدریجی در جهت‌گیری صفحه‌ی مدار مشاهده کردیم.» دکتر پائولو فریر از موسسه‌ اخترشناسی رادیویی ماکس پلانک گفت: «این فرضیه را مطرح کردیم که علت این پدیده می‌تواند تا حدی به “کشش چارچوب” مربوط باشد، یعنی تمام ماده در معرض حضور یک جسمِ در حال چرخش قرار دارد، همانطور که توسط ریاضیدانان اتریشی به نام لنز و تیرینگ در سال ۱۹۱۸ پیش‌بینی شده بود.»

پروفسور توماس تائوریس از دانشگاه آرهوس گفت: «در یک جفت ستاره‌ای، اولین ستاره‌ای که فروپاشی می‌شود اغلب به دلیل انتقال جرم از همسایه‌اش به سرعت می‌چرخد. در این سامانه، کل مدار توسط چرخش کوتوله‌ سفید کشیده می‌شود که همراه با مدار از تراز خارج می‌شود.» دکتر اوان کین از سازمان SKA گفت: «تپ‌اخترها ابرساعت‌هایی در فضا هستند. ابرساعت‌ها در میدان‌های گرانشی قوی در واقع آزمایشگاه‌های رویایی اینشتین هستند. یکی از غیرعادی‌ترین ابرساعت‌ها را در این سامانه‌ی ستاره‌ای دوتایی مطالعه کردیم. اگر پالس‌های دوره‌ای نورِ تپ‌اختر را مثل تیک‌های یک ساعت در نظر بگیریم، می‌توانیم بسیاری از اثرات گرانشی را با تغییر پیکره‌بندی مداری و زمانِ رسیدنِ پالس‌های تیک ساعت مشاهده کنیم.»

دکتر ویلم ون استراتن از دانشگاه تکنولوژی اوکلند گفت: «در این نمونه، حرکت تقدیمی لنز تیرینگ (پیش‌بینی نسبیت عام) را برای اولین‌بار در یک سامانۀ ستاره‌ای مشاهده کردیم. پس از رد کردن دامنه‌ای از خطاهای آزمایشی بالقوه، گمان می‌کنیم که تعامل بین کوتوله‌ سفید و ستارۀ نورونی به اندازه‌ای که تصور می‌کنیم ساده نباشد.» یافته‌های این مطالعه در مجله‌ Science منتشر شده‌ است.

ترجمه: سحر  الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sci-news.com


یک دیدگاه

  1. اگر پدیده ای نجومی مشاهده می شد که نسبیت عام توانایی توضیح آن را نداشته باشد. آن زمان است که انیشتین دیگری از راه می رسید و نظریه انقلابی دیگری را مطرح می کرد و علم گامی دیگر به جلو می گذاشت.

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.