تم تأكيد نظرية النسبية العامة لأينشتاين مرة أخرى ، هذه المرة في تذبذب النجم النابض 25000 سنة ضوئية من الأرض. على مدى 14 عامًا ، لاحظ علماء الفلك النجم النيوتروني الدوار PSR J1906 + 0746.
هدفهم؟ لدراسة التمايل ، أو البادئة ، من النجمين النابضين وهما يدوران حول بعضهما البعض ، وهي ظاهرة نادرة تنبأت بها النسبية العامة.
نشر علماء الفلك بقيادة غريغوري ديسفيجنز من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي في بون بألمانيا ، نتائجهم في 6 سبتمبر من مجلة Science. يمكن أن تساعد النتائج التي توصلوا إليها في تقدير عدد ما يسمى بالنبضات الثنائية في مجرتنا ومعدل اندماج النجوم النيوترونية ، والتي قد تنتج موجات جاذبية (تنبأ بها النسبية أيضًا) يمكن ملاحظتها على الأرض.
النجم النابض يدور بسرعة حول النجوم النيوترونية التي تبث نفاثات من الجسيمات المشحونة من أقطابها المغناطيسية. تعمل المجالات المغناطيسية المكثفة على تسريع الجسيمات إلى سرعة الضوء تقريبًا ، مما يخلق حزمًا من موجات الراديو التي تتألق في الفضاء مثل المنارات الكونية. وبدقة شبيهة بالساعة ، تدور النجوم النابضة حتى آلاف المرات في الثانية ، مما يخلق نبضة يمكن التنبؤ بها عندما تجتاح الحزم الأرض. النوى المدمجة للنجوم الميتة تكتظ كتلة أكبر من شمسنا في مساحة المدينة وهي أكثر الأجسام المدمجة في الكون - موضوعات اختبار مثالية لنظرية النسبية العامة.
وقالت إنجريد ستيرز ، المؤلفة المشاركة في الدراسة من جامعة كولومبيا البريطانية في فانكوفر ، في بيان: "يمكن أن تقدم النجوم النابضة اختبارات الجاذبية التي لا يمكن إجراؤها بأي طريقة أخرى". "هذا مثال أجمل على مثل هذا الاختبار."
تصف النسبية العامة ، التي صاغها ألبرت أينشتاين لأول مرة في عام 1915 ، كيف تشوه المادة والطاقة نسيج الزمكان لخلق قوة الجاذبية. يمكن للأجسام الكثيفة الضخمة ، مثل النجوم النابضة ، أن تنحني بشكل كبير الزمكان. إذا وجد اثنان من النجوم النابضة نفسها يدوران حول بعضهما البعض ، تتوقع النسبية العامة أنهما يمكن أن يخلقان تمايلًا طفيفًا أثناء الدوران ، مثل قمة بطيئة الدوران. تسمى نتيجة الجاذبية هذه بادرة الدوران النسبية.
عندما اكتشف الفلكيون PSR J1906 + 0746 في عام 2004 ، بدا الأمر وكأن كل النجوم النابضة تقريبًا ، مع شعاعين محددين مستقطبين ظاهرين في كل دورة. ولكن ، عندما لوحظ النجم النيوتروني مرة ثانية بعد ذلك بسنوات ، ظهرت شعاع واحد فقط. فحص من خلال الملاحظات من 2004 إلى 2018 ، حدد فريق Desevignes اختفاء الشعاع الناجم عن حركة النجم النابض.
باستخدام 14 عامًا من البيانات ، طوروا نموذجًا يمتد إلى 50 عامًا ويتنبأون بدقة باختفاء كل من الحزم من الظهور وظهورها من جديد. عندما قارنوا النموذج بالملاحظة ، تطابق معدل البادئة ، مع عدم اليقين 5٪ فقط. كانت البيانات متوافقة تمامًا مع نظرية أينشتاين.
وقال مايكل كرامر مدير الفيزياء الأساسية بمعهد ماكس بلانك في قسم أبحاث علم الفلك الراديوي في بيان "التجربة استغرقت وقتًا طويلاً حتى نكتمل." "التحلي بالصبر والمثابرة قد أثمر حقًا."
