Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων διεξήγαγε ένα πείραμα διάρκειας 16 ετών για να υποβάλει τη θεωρία της γενικής σχετικότητας σε μια από τις πιο αυστηρές δοκιμασίες που έχουν γίνει ποτέ. Η μελέτη από επτά ραδιοτηλεσκόπια ενός μοναδικού ζεύγους άστρων στο τέλος της ζωής τους (πάλσαρ) αποκαλύπτει νέα σχετικιστικά φαινόμενα που προβλέπονται από τη θεωρία αλλά δεν έχουν παρατηρηθεί ποτέ πριν. Οι παρατηρήσεις που έγιναν είναι πιο99,99% που συνάδει με τη θεωρία του Άλμπερτ Αϊνστάιν.
Περισσότερα από 100 χρόνια αφότου ο Άλμπερτ Αϊνστάιν παρουσίασε τη θεωρία του για τη βαρύτητα, οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο συνεχίζουν να αναζητούν τα ελαττώματα της Γενικής Σχετικότητας. Οποιαδήποτε παρατηρούμενη απόκλιση από τις προβλέψεις του θα μπορούσε να αποτελέσει ένδειξη για μια νέα φυσική ικανή να ενοποιήσει τις θεωρίες που περιγράφουν τον απείρως μικρό κόσμο (κβαντικό κόσμο) και τις μεγαλύτερες κλίμακες.
Για το σκοπό αυτό, μια διεθνής ομάδα με επικεφαλής το Ινστιτούτο Ραδιοαστρονομίας Μαξ Πλανκ μελέτησε ένα μοναδικό σύστημα δύο πάλσαρ που βρίσκονται σε τροχιά το ένα γύρω από το άλλο - πολύ συμπαγή, ισχυρά μαγνητισμένα, ταχέως περιστρεφόμενα αστέρια που παράγουν ακτίνες ραδιοκυμάτων που σαρώνουν τον ουρανό σαν φάροι. Όλα αυτά τα χαρακτηριστικά καθιστούν το σύστημα αυτό ένα ιδανικό εργαστήριο για τον έλεγχο της γενικής σχετικότητας.Ανακαλύφθηκε το 2003 και παρατηρήθηκε επί 16 χρόνια με επτά ραδιοτηλεσκόπια.
Όλα τα δεδομένα που συλλέχθηκαν (περίπου ένα εκατομμύριο ραδιοπαλμοί με ακριβή χρονισμό) επέτρεψαν στους επιστήμονες να ανιχνεύσουν πολυάριθμα σχετικιστικά φαινόμενα και να μετρήσουν επτά παραμέτρους της θεωρίας της Γενικής Σχετικότητας, μερικές από αυτές με τρόπο που δεν είχε γίνει ποτέ πριν. Ένα παράδειγμα: το ισχυρό βαρυτικό πεδίο κάθε ταχέως κινούμενου πάλσαρ κάμπτει τον χωροχρόνο γύρω του και έτσι εκτρέπει την πορεία τουΡαδιοκύματα που εκπέμπονται από το άλλο πάλσαρ. Όχι μόνο το σήμα ανιχνεύεται από τα τηλεσκόπια αργότερα από ό,τι αν διαδιδόταν σε ευθεία γραμμή, αλλά και η ελάχιστη γωνία αυτής της απόκλισης (0,04 μοίρες) μπόρεσε να προσδιοριστεί για πρώτη φορά.
Οι επιστήμονες μπόρεσαν επίσης να ελέγξουν έναν ακρογωνιαίο λίθο της θεωρίας του Αϊνστάιν, την εκπομπή βαρυτικών κυμάτων (μικρές ταλαντώσεις στο χωροχρόνο), με ακρίβεια 1000 φορές μεγαλύτερη από αυτή που είναι σήμερα δυνατή με την άμεση ανίχνευση από ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων. Παρατήρησαν επίσης μια συνέπεια της διάσημης εξίσωσης E = mc² : η ακτινοβολία του πάλσαρ συνοδεύεται από απώλεια μάζας - ή από τη διαστολή του χρόνου, ο οποίος τρέχει πιο αργά με την παρουσία ενός ισχυρού βαρυτικού πεδίου.
Αν οι επιστήμονες θέλουν πραγματικά να βρουν ένα ελάττωμα στη Γενική Σχετικότητα, θα χρειαστούν ακόμη πιο φιλόδοξες δοκιμές. Αλλά για ένα πράγμα μπορούμε να είμαστε σίγουροι: μέχρι να συμβεί αυτό, ή αν συμβεί πραγματικά, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν θα παραμείνει μια ιδιοφυΐα.
Πηγές για αυτό το άρθρο Kramer, M., Stairs, I. H., Manchester, R. N., Wex, N., Deller, A. T., Coles, W. A., Ali, M., Burgay, M., Camilo, F., Cognard, I., Damour, T., Desvignes, G., Ferdman, R. D., Freire, P. C. C., Grondin, S., Guillemot, L., Hobbs, G. B., Janssen, G., Karuppusamy, R., ... Theureau, G. (2021). Strong-Field Gravity Tests with the Double Pulsar. In Physical Review X (Vol. 11, Issue 4).Αμερικανική Φυσική Εταιρεία (APS) //doi.org/10.1103/physrevx.11.041050